Transcript + O 2 - bioquimab

Colegio Andrés Bello
Chiguayante
UNIDAD DE NIVELACIÓN:
Capítulo 1:
ESTEQUIOMETRÍA
Jorge Pacheco R.
Profesor de Biología y Química
CAPÍTULO 1: ESTEQUIOMETRÍA
APRENDIZAJES ESPERADOS:
• Aplican la información de una
ecuación química en problemas
relacionados
con
la
estequiometria.
• Identifican los factores que limitan
la formación de un compuesto en
una reacción química.
PREGUNTAS PREVIAS
¿Cómo se clasifica la materia?
PREGUNTAS PREVIAS
¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?
ELEMENTO
PREGUNTAS PREVIAS
¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?
MEZCLA
HOMOGÉNEA
PREGUNTAS PREVIAS
¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?
MEZCLA
HETEROGÉNEA
PREGUNTAS PREVIAS
¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?
COMPUESTO
Cloruro de Sodio
PREGUNTAS PREVIAS
¿Qué es un cambio químico?
Es un proceso en que, a partir de
unas sustancias iniciales, llamadas
reactivos,
se
obtienen
unas
sustancias finales distintas, llamadas
productos.
PREGUNTAS PREVIAS
¿Qué es la Estequiometria?
La
Estequiometria(del
griego
“stoicheion”(elemento) y “metrón”
(medida) es el cálculo de las
relaciones
cuantitativas
entre
reactivos
y
productos
en
el
transcurso de una reacción química.
PREGUNTAS PREVIAS
¿Qué
es
un
Estequiométrico?
Coeficiente
Es el número asignado a cada
fórmula o símbolo químico que indica
la
cantidad
de
sustancias
participantes
en
una
ecuación
química respetando la ley de la
conservación de la masa.
ESTEQUIOMETRÍA
INFORMACIÓN QUE PROPORCIONAN LOS COEFICIENTES
ESTEQUIOMÉTRICOS.
Los coeficientes estequiométricos indican el número de átomos de cada
elemento y el número de moléculas de cada compuesto que intervienen en
la reacción.
2H2
+
O2
2H2O
+
2 moléculas de
hidrógeno (H2)
1 molécula de oxígeno
(O2)
2 moléculas de
agua (H2O)
Los coeficientes estequiométricos de una ecuación química ajustada
informan de la proporción entre átomos y moléculas de reactivos y
productos
REACCIONES QUÍMICA
carbono
carbono
oxígeno
oxígeno
Cloruro de hidrógeno
cinc
monóxido de carbono
dióxido de carbono
cloruro de cinc
12
hidrógeno
ACTIVIDAD:
Al hacer reaccionar Hierro sólido (Fe) con Oxígeno
gaseoso (O2) en condiciones adecuadas, se obtiene
Óxido de Hierro sólido (Fe2O3).
• Escribe la ecuación que representa la reacción:
Fe
(s)
+ O2
(g)
 Fe2O3
• Determina si la ecuación está balanceada:
Fe = 1
Fe = 2
O = 2
O = 3
(s)
BALANCE DE ECUACIONES QUÍMICAS
4 Fe (s) +3O2 (g) 2 Fe2O3 (s)
Fe = 1 x 4 = 4
Fe = 2 x 2 = 4
O = 2x3=6
O =3x2=6
TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICA
A) REACCIÓN DE COMBINACIÓN:
• Tipo de reacción en las que se combinan dos
reactivos, que pueden ser elementos o
compuesto, para formar un solo producto,
según la siguiente ecuación general:.
Ejemplo: Reacción del aluminio metálico con oxígeno para
formar el óxido de aluminio.
TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICA
B) REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN:
• En este tipo de reacción una sustancia se
descompone o “rompe”, produciendo dos o
más sustancias distintas, de acuerdo con el
siguiente mecanismo general.
TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICA
C) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN SIMPLE:
Tipo de reacción en donde un elemento reacciona
con un compuesto para reemplazar uno de sus
componentes, produciendo un elemento y un
compuesto diferentes a los originales:
TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICA
D) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE:
• En este tipo de reacciones, dos compuestos
intercambian sus elementos entre sí,
produciendo dos compuestos distintos, de
acuerdo al siguiente mecanismo general.
AB + CD

AD +
CB
ACTIVIDAD: IDENTIFICA
• Para la siguiente ecuación química no balanceada
identifica: el Tipo de Reacción, cantidad de mol
(reactivos y productos), cantidad de moléculas
(reactivos y productos) y masa en gramos.
C3H8
+ 5 O2
 3 CO2
+ 4 H2O
REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE
1 mol de
C3H8
6,02x1023
moléculas de
C3 H8
44 g
5 mol de
O2
3 mol de
CO2
3,01x1024
moléculas de
O2
1,81x1024
moléculas de
CO2
160 g
132 g
4 mol de
H2O
2,41x1024
moléculas de
H2O
72 g
ACTIVIDAD: IDENTIFICA
• Para la siguiente ecuación química debes balancearla,
si es necesario, y además identificar: El Tipo de
Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos),
cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa
en gramos.
2 HCl
+
ZnS

ZnCl2
+
H2S
REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE
2 mol de
HCl
1,20x1024
moléculas de
HCl
73 g
1 mol de
ZnS
1 mol de
ZnCl2
6,02x1023
moléculas de
ZnS
6,02x1023
moléculas de
ZnCl2
97 g
136 g
1 mol de
H2S
6,02x1023
moléculas de
H2S
34 g
ACTIVIDAD: IDENTIFICA
• Para la siguiente ecuación química debes balancearla,
si es necesario, y además identificar: El Tipo de
Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos),
cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa
en gramos.
2 Al
+ 3 Br2

2 AlBr3
REACCIÓN DE COMBINACIÓN
2 mol de
Al
1,20x1024
átomos de Al
54 g
3 mol de
Br2
2 mol de
AlBr3
1,81x1024
moléculas de
Br2
1,20x1024
moléculas de
AlBr3
480 g
534 g
ACTIVIDAD: IDENTIFICA
• Para la siguiente ecuación química debes balancearla,
si es necesario, y además identificar: El Tipo de
Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos),
cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa
en gramos.
2 H2O2
 2 H2O
+
O2
REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN
2 mol de
H2O2
1,20x1024
moléculas de
H2O2
68 g
2 mol de
H2O
1 mol de
O2
1,20x1024
moléculas de
H2O
6,02x1023
moléculas de
O2
36 g
32 g
UNIDAD MOL (n)
1 mol de
átomos
Contiene
6,022 x 10 23 átomos
Masa
Masa atómica en g
Ejemplo:
¿Cuántos moles de He y cuantos átomos hay en 6,46
g de este gas? (M.A. He = 4,003 u)
4,003 g de He
6,46 g de He
1 mol de He
1,61 moles de He
1 mol de He
X?
6,022 10 23 átomos
X?
X= 1,61 moles
X= 9,695 x10 23 átomos
Respuesta: hay 1,61 moles y 9,695 x10 23 átomos de He
EJERCICIOS
1. ¿Qué cantidad de sustancia en unidad mol (n) de
hierro existe en 25 g de hierro puro (Fe)? (M.A, Fe:
55,65 u)
55,65 g
1 mol
Sabiendo
que:
X
=
X
=
=
25 g
X mol
1 mol x 25 g
55,65 g
0,449 mol de Fe
EJERCICIOS
2. En el laboratorio un estudiante deberá manipular 5 g de
Magnesio (Mg) durante un experimento de oxidación. ¿A
qué cantidad de átomos de magnesio corresponde?
(M.A. Mg: 24,32 u)
Sabiendo
que:
X
24,32 g
=
23
6,02 x 10
átomos
6,02 x 10
=
X
=
átomos
24,32 g
23
1,24 x 10
23
5g
X átomo
x
5g
átomos de Mg
EJERCICIOS
3. ¿Qué masa en gramos presentará un átomo de
carbono? (M.A. C: 12 u)
Sabiendo
que:
X
6,02 x 10 23 átomos
=
12 g
12 g x 1 átomo
6,02 x 10 23 átomos
=
X
1 átomo
Xg
=
1,99 x 10 -
23
g
MASA MOLAR (M)
•
•
•
Masa en gramos de un mol de una
sustancia.
Se puede determinar al conocer la
fórmula de la sustancia gracias a la
suma
consecutiva
de
todos
sus
componentes,
al
igual
como
se
determina la masa molecular.
La masa molar (en gramos) de cualquier
sustancia es siempre numéricamente
igual a su masa formular (uma).
MASA MOLAR (M)
CONVERSIÓN MOL – GRAMO
EJEMPLO
El sulfato de calcio (CaSO4) es el principal ingrediente de la tiza
utilizada antiguamente para escribir en la pizarra. ¿Cuál será el
número de moles de sulfato de calcio que hay en un trozo de tiza
de 14,8g? (M.A. Ca: 40 u; S: 32 u; O: 16 u)
PROBLEMA 1
El ácido acetilsalicílico C9H8O4 es el principio activo de la
aspirina. ¿Cuál es la masa en gramo de 0,287 mol de ácido
acetilsalicílico? (M.A.C: 12u; H:1u; O: 16u)
M = [(9x12) + (8x1) + (4x16)]g/mol = 180 g/mol
n
=
m
M
m=nxM
m = 0,287 mol x 180 g/mol
m = 51,66 g
PROBLEMA 2
El hidróxido de sodio (NaOH) es una sustancia que muchas
dueñas de casa adquieren en ferreterías como soda cáustica y se
utiliza para destapar cañerías. Si una señora compra 1 kg (1000
g)de dicha sustancia, ¿Cuántos moles de hidróxido de sodio
adquirió? (M.A.Na: 23 u; O: 16 u; h: 1u)
M = [23 + 16 + 1]g/mol = 40 g/mol
n
n
=
=
m
M
1000 g
40 g/mol
m = 25 mol de NaOH
RELACIONES CUANTITATIVAS
H + Cl  HCl
Relaciones
H
Cl
HCl
N° de entidades
elementales
6x10 23
átomos de
H
6x10 23
átomos de Cl
6x10 23
moléculas de
HCl
Cantidad de
sustancia (mol)
1
1
1
Masa en gramos
1g
35,5 g
36,5 g
Cantidad
moléculas
1
1
1
RELACIONES CUANTITATIVAS
H 2 + O 2  H 2O
Relaciones
N° de entidades
elementales
Cantidad de
sustancia (mol)
Masa en gramos
Cantidad
moléculas
H
O2
H2O
RELACIONES CUANTITATIVAS
2H2 + O2  2H2O
Relaciones
H
O2
H2O
N° de entidades
elementales
2 x 6x10 23
moléculas
de H2
6x10 23
moléculas de
O2
2 x 6x10 23
moléculas de
H2O
Cantidad de
sustancia (mol)
2
1
2
Masa en gramos
4g
32 g
36 g
Cantidad
moléculas
2
1
2
RELACIÓN MOLAR
• La relación molar o método mol a mol, corresponde a la
relación entre la cantidad de moles entre dos de las
especies que participan en la reacción. Por ejemplo, si
observamos la reacción de combinación del agua se
tiene:
EJEMPLO 1
Paso 1: Determinar el número de moles de la sustancia inicial.
EJEMPLO 1
Paso 2: Determinar la relación molar de la sustancia deseada a la
sustancia inicial. A partir de la cual es posible calcular la cantidad de
moles que se formarán de CO2.
1 mol de C6H12O6
Si:
6 mol CO2
X
=
=
2 mol de C6H12O6
X mol CO2
6 mol CO2 x 2 mol de C6H12O6
1 mol de C6H12O6
X
=
12 mol de CO2
EJEMPLO 1
Paso 3: Transformar el resultado a masa en gramos.
La Masa Molar del CO2 es 44 g/mol.
m=nxM
m = 12 mol x 44 g/mol
m =
528 g de CO2
Respuesta: Se obtendrán 528 g de CO2 al reaccionar 2
moles de glucosa (C6H12O6)
REACTIVO LIMITANTE
• En los procesos químicos existe un reactivo que limita
la cantidad de productos que se pueden obtener
durante
una
reacción,
denominado
reactivo
limitante.
CONCEPTOS
• Reactivo Limitante: Reactivo que
se consume primero en una reacción
química. La cantidad máxima de
producto que se forma depende de
la cantidad de este reactivo.
• Reactivo Excedente: Son los
reactivos
presentes
en
mayor
cantidad que la necesaria para
reaccionar con la cantidad de
reactivo limitante.
EJEMPLO
La reacción entre el aluminio y el óxido de hierro (III)
puede producir temperaturas cercana a los 3000°C, lo
que se utiliza para soldar metales:
2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe
En un proceso se hicieron reaccionar 81 g de Al con
320 g de Fe2O3. Determinar el reactivo limitante y la
cantidad en gramos de Al2O3 que se produce.
n Al
n Fe2O3
=
=
81 g
27 g/mol
320 g
160 g/mol
n Al =
n Fe2O3 =
3 mol
2 mol
EJEMPLO
2 mol de Al
1 mol Fe2O3
Si:
X
Si:
=
=
1,5 mol de Fe2O3
1 mol de Fe2O3
2 mol Al
X
3 mol de Al
X mol Fe2O3
=
2 mol de Fe2O3
X mol Al
4 mol de Al
=
:
Al
Fe2O3 :
Reactivo Limitante
Reactivo Excedente
EJEMPLO
• La cantidad de Al2O3 se determina con la cantidad de
reactivo limitantes presente. Así, que:
2 mol de Al
1 mol Al2O3
Si:
X
=
m=nxM
m =
=
3 mol de Al
X mol Al2O3
1,5 mol de Al2O3
m = 1,5 mol x 102 g/mol
153 g de Al2O3
Respuesta: Se producen 153 g de Al2O3
Colegio Andrés Bello
Chiguayante
Muchas Gracias