Química II

Bloque I "Estequiometria"😓

Competencias genéricas

• Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus metas.
• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
• Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

Competencias disciplinares.

• Identifica problemas, formula preguntas de carácter  científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
• Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
• Hace explicitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.
• Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental.

Reacciones químicas

Una reacción química se produce cuando las sustancias participantes en ella se transforman en otras distintas. A las primeras se les llama reactivos y a las segundas productos. La masa de las sustancias participantes es la misma antes y después de la reacción, es decir, se conserva. Esto sucede porque sólo se lleva a cabo un reordenamiento entre los átomos de los reactivos, que se rompen y forman nuevos enlaces.

Una ecuación química es una forma resumida de expresar, mediante símbolos y fórmulas, una reacción química. En ella determinamos las sustancias reaccionantes, se predicen los productos y se indican las proporciones de las sustancias que participan en la reacción.

Para identificar si ha ocurrido una reacción química es necesario verificar si se ha dado alguno de los siguientes eventos:

1. Se produce una efervescencia (producción de gases).
2. Se libera o absorbe energía (cambia la temperatura del matraz o recipiente donde ocurre la reacción).
3. Cambio de color de los reactivos participantes.
4. Aparece un precipitado o sustancia insoluble.

Ecuación química

Una ecuación química es un enunciado que utiliza fórmulas químicas para describir las identidades y cantidades relativas de los reactivos y productos involucrados en una reacción química.

Para poder representar lo que ocurre en una reacción química mediante una ecuación, ésta debe cumplir con la Ley de la conservación de la materia y con la Ley de conservación de la energía. Es decir, la ecuación debe indicar que el número de átomos de los reactivos y productos es igual en ambos lados de la flecha y que las cargas también lo son. Dicho en otras palabras, se debe contar con una ecuación balanceada.

Por ejemplo en la siguiente ecuación química, analicemos cuáles son las sustancias participantes a lo largo de la ecuación:

Mol

El mol es la unidad utilizada para expresar la cantidad de una determinada sustancia en el Sistema Internacional de unidades (SI), el resultado de expresar la masa atómica de un elemento o la masa molecular de un compuesto en gramos.

Así, para estos últimos, primero se calcula la masa molecular sumando las masas atómicas de cada elemento participante multiplicada por el número de veces que aparece y el número resultante se expresa en gramos. El mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas partículas (átomos, moléculas, iones, etc.) como existen en 12 g del isótopo de carbono 12. Un mol de cualquier compuesto contiene siempre una cantidad de moléculas igual al número de Avogadro (6,02.1023) y se utiliza mucho para efectuar los cálculos químicos.

Numero de Avogadro

El número de Avogadro es una constante utilizada en el campo de la química analítica para cuantificar el número de partículas o entes microscópicos a partir de medidas macroscópicas como la masa. Es muy importante conocer este número para comprender la composición de las moléculas, sus interacciones y combinaciones. Por ejemplo, para crear una molécula de agua es necesario combinar dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno para obtener un mol de agua. El número de Avogadro es una constante que se debe multiplicar por el número de átomos de cada elemento para obtener el valor del oxígeno (6,023 x 1023 átomos de O) y del Hidrógeno (2x 6,022x 1023) que forman un mol de H2O.

Masa molar

La masa molar es la relación que existe entre la masa de una sustancia y el número de partículas que lo componen. Ésta es expresada en kilogramos por mol pero es más común verla presentada gramos por mol (g/mol). Su cálculo es de mucha importancia en el campo de la química para el desarrollo de experimentos con elementos, compuestos o mezclas de distintas sustancias.

Conocer la masa molar nos permite: calcular la cantidad específica de una sustancia; analizar los resultados de los experimentos; calcular el porcentaje en masa y entender las masas molares precisas de moléculas complejas sin experimentar directamente con ellas.

La masa molar puede calcularse a partir de las masas atómicas expresadas en la tabla periódica de elementos. Casi nunca es calculada directamente.Es importante mencionar que el valor constante de un mol es 6,022×1023 esta constante se denomina número o constante Avogadro.

Volumen molar

Volumen molar .Unidad de medida del Sistema Internacional de Unidades de valor constante para expresar cuantitativamente a partir de las unidades de base el volumen ocupado por un mol de cualquier sustancia gaseosa en condiciones de presión y temperatura, su símbolo es Vm.

Ley de la conservación de la materia

La ley de la Conservación de la Materia, es también llamada ley de conservación de la masa o Ley de Lomonósov-Lavoisier, en honor a sus creadores.

Postula que la cantidad de materia antes y después de una transformación es siempre la misma. Es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales.  Se resumen con la célebre frase: “nada se pierde, nada se crea, todo se transforma”.

La materia es el término general que se aplica a todo lo que ocupa espacio y posee los atributos de gravedad e inercia.

Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Está detrás de la descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química. También de los métodos gravimétricos de la química analítica.

La única salvedad que hay que tener en cuenta son las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil. En estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.

Relaciones estequimetricas

La estequiometría establece relaciones entre las moléculas o elementos que conforman los reactivos de una ecuación química con los productos de dicha reacción. Las relaciones que se establecen son relaciones MOLARES entre los compuestos o elementos que conforman la ecuación química: siempre en MOLES, NUNCA en gramos.

La estequiometría es el estudio de las relaciones cuantitativas (de cantidades) entre los reactivos y los productos en una ecuación química y se basa en la ecuación balanceada.

Los coeficientes estequiométricos de una reacción química sólo nos indican la proporción en la que reaccionan dichas sustancias. No nos dicen cuánto están reaccionando.

Las relaciones estequiométricas pueden ser:

Entre reactivos

Entre productos

Entre reactivos y productos en una reacción química.

O pueden ser:

Entre masas, moles, moléculas, masa-moles, masa-moléculas, moles-moléculas, etc.

Referencias

• Luna Meza M.(2019)Química II un saber de competencias. San Luis Potosí: Leirem editorial gráfica.
• Portal Académico.(2017). Reacciones químicas. Recuperado el 10 de febrero del 2019 de https://portalacademico.cch.unam.mx