ESTEQUIOMETRÍA
La estequiometría es la parte
de la química que se ocupa de las relaciones cuantitativas entre las sustancias
que intervienen en las reacciones químicas
Ya hemos visto que las fórmulas de los compuestos tienen un
significado cualitativo y cuantitativo, lo mismo sucede cuando se representan
mediante una ecuación química las transformaciones que se producen entre unos
compuestos para obtener otros distintos. Además, es importante destacar que
las reacciones se deben presentar ajustadas, lo que supone una información
acerca de las cantidades que intervienen en ellas, siendo éstas iguales en
ambos miembros, aunque los compuestos sean distintos (principio de conservación
de la masa).
Las ecuaciones químicas representan
tanto la relación que se establece entre átomos como entre moles.
Una vez establecida la ecuación
química de una reacción, se puede seguir un modelo simple para la solución de
todos los problemas estequiométricos, que consiste en tres pasos:
1.-
Convertir la cantidad de sustancia “dato” a moles.
2.-
Calcular a partir de los moles de la sustancia “dato” los moles de la sustancia
“incógnita”
3.-
Convertir los moles de la sustancia “incognita” a las unidades de cantidad
requeridas.
Para poder llevar a cabo estos pasos, vamos a recordar
algunos conceptos muy importantes que deben ser tenidos en cuenta:
MASA ATÓMO
La masa atómica (también conocida como peso atómico) es la masa de
un átomo en unidades de masa atómica (uma). Una unidad de masa atómica se
define como la masa exactamente igual a la doceava parte de la masa del isótopo
más abundante del átomo de carbono (12 C).
En química, interesa conocer
únicamente el peso atómico medio de
los átomos que refleja la abundancia relativa de los distintos isótopos. Por
ejemplo, en el caso del carbono, una muestra natural tomada al azar contiene
98,892 % de 12
C 1,108 %
de 13 C . La masa media
experimental se llama peso atómico
relativo, o simplemente peso
atómico.
ATOMO-GRAMO Y NÚMERO DE AVOGADRO
El átomo gramo
de un elemento es la cantidad de
gramos de ese elemento numéricamente igual a su peso atómico. Se representa
por At-gUn átomo-gramo de cualquier elemento contiene 6,023 x 1023 átomos de ese elemento.En la actualidad se usa un término equivalente al at-gr, el mol , que es la unidad básica de cantidad de sustancia en el sistema
internacional, SI.
El número 6,023 x 1023 , que representa
la cantidad de unidades que hay en un mol de sustancia , se llama número de Avogadro, y se le designa por
el símbolo N.
Ejemplo: ¿Cuántos átomos de Azufre hay en una
muestra de 10 gr de este elemento?
Dato:
Peso atómico del azufre : 32
Solución: Un átomo de azufre pesa 32 uma, por lo tanto un átomo-gramo de azufre
pesa 32 gr., luego 10 gr. de S son:
32 gr S -----------
1 mol de átomos S
10 gr S -----------
x = 0,312 moles de átomos de S
Como 1 mol de átomos de azufre tiene
6,02x 1023 átomos de S, 0,312 mol de átomos de S contienen:
1 mol átomos S ----------
6,02x 1023 átomos de S
0,312 átomos S ----------
x = 1,88 x 1023 átomos de S
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MOL Y PESO MOLECULAR
Se ha definido el mol como 6,02x 1023 unidades fundamentales. En
cualquier situación, el mol representa este número fijo, así como una docena es
siempre 12.
Sin embargo, el peso de un mol depende del peso de las
entidades individuales que se estén considerando. En este sentido se habla de
un mol de átomos de H, de un mol de moléculas de H2 , o de un mol de iones H+ cuando se trata de 6,02x 1023 unidades de las
sustancias citadas.
Ejemplos:
un mol de átomos de H contiene 6,02x 1023 átomos de H, su
peso es de 1,008 g
un mol de átomos de O contiene
6,02x 1023 átomos de O, su peso es de 16,00 g
un mol de átomos de Cu contiene
6,02x 1023 átomos de Cu, su peso es de 63,54 g
El peso de un mol de moléculas
también se puede obtener de los pesos atómicos. Así, un
mol
de moléculas de CO contiene un mol de átomos de C y un mol de átomos de O. El
peso de un mol de CO será:
Peso
de un mol de C + peso de un mol de O = peso de un mol de CO
La molécula-gramo
de un compuesto es la cantidad de gramos de ese compuesto numéricamente igual a su peso
molecular.
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