Upload
santiago-pascual
View
406
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
ARITMÉTICA QUÍMICA
¿Cómo determinamos la masa
molecular de un compuesto?
¿Qué es un peso-fórmula?
¿Cómo determinamos el número de moles de una sustancia?
¿QUÉ PORCENTAJE DE CARBONO HAY EN UN MOL
DE GAS PROPANO (C3H8)?
LOGRO ESPECÍFICO:
Al finalizar la sesión, el estudiante resuelve ejercicios y
problemas relacionados a las unidades de masa
atómica, masa molecular , mol y composición porcentual
haciendo uso de las fórmulas químicas y de los pesos
atómicos de los elementos químicos, en base a la
interpretación del problema, fundamentación e
interpretación de sus resultados.
UNIDADES QUÍMICAS DE MASA
Es la masa de un átomo,
expresada en unidad de masa
atómica (u.m.a.).
“Es la suma de la masa de
protones y neutrones de un
solo átomo”.
Masa Atómica
MASA ATÓMICA PROMEDIO
Se multiplica la masa de cada isótopo por su abundancia y
se suman los productos.
Masa atómica promedio = ∑ mifi
mi : masa de los isótopos
fi: fracción porcentual de abundancia
Viene a ser la suma de las masas de los átomos
correspondientes a una fórmula.
MASA MOLECULAR
Ejemplo:
La fórmula del agua es H2O.
Su masa molar será:
(2 x 1.008) + (1 x 15.99)= 18.006 g
EJEMPLOS
Acido Sulfúrico : H2SO4
Su masa molar :
(2x1,008) + (1x32,06) + (4x15,99)= 98,036 g.
Hidróxido de Calcio : Ca(OH)2
Su masa molar:
(1 x 40,08) + 2(15,99 + 1,008) = 74,076 g
MOL
Es la cantidad de una sustancia que contiene tantas
entidades elementales como átomos hay en 12 g de
carbono.
Cuando se usa mol las entidades elementales deben ser
establecidas como: átomos, moléculas, iones, electrones,
etc.
El número de Avogadro (6,022 X 1023 ) que señala el
número de entidades elementales que están contenidas en
un mol.
EJEMPLOS:
Un mol de átomos de Carbono - 12 tiene una
masa de 12g.
Un mol de átomos de O tiene una masa de
16,00 g.
Un mol de moléculas de O2 tiene 32,00g.
Un mol de iones Cloro tiene una masa atómica
de 35,45g.
es la cantidad de sustancia existente en un
mol de la misma.
NÚMERO DE MOLES
Nº de moles (n) = Masa total de sustancia (g)•
Masa molar (g/mol)
MASA MOLAR
Es la masa en gramos de un mol de sustancia.
La masa molar de átomos de hidrógeno es la masa de 1
mol de átomos de Hidrógeno, la cual es 1,008 g/mol.
La masa molar de moléculas de Hidrógeno, es la masa de
un mol de moléculas de Hidrógeno, H2, es decir (2x 1,008)
= 2,016 g/mol.
NÚMERO DE AVOGADRO
Indica el número de partículas que hay en un mol de
cualquier entidad fundamental y es 6,022 x1023. Tambien
representa el número de átomos en “x” gramos de
cualquier sustancia, siendo “x” la masa molar de la
sustancia.
1 mol = 6,022 x1023 partículas
Por lo tanto:
1 mol de átomos = 6,022 x1023 átomos
1 mol de moléculas = 6,022 x1023 moléculas
1 mol de iónes = 6,022 x1023 iónes
CONCEPTO DE MOL APLICADO A ELEMENTOS
El número de átomos en 1 mol de cualquier elemento se
llama el Número de Avogadro y es igual a 6.022x1023.
1 mol de cualquier elemento es una muestra del
elemento con una masa en gramos igual a la masa
atómica de ese elemento.
Ejemplos
1 mol Na = 22.99 g Na = 6,022x1023 átomos Na
1 mol Ca = 40.08 g Ca = 6,022x1023 átomos Ca
1 mol S = 32.07 g S = 6,022x1023 átomos S
CONCEPTO DE MOL APLICADO A
COMPUESTOS
• El número de moléculas en 1 mol de cualquier compuesto
se llama el número de Avogadro y es igual a 6.022x1023.
• 1 mol de cualquier compuesto es una muestra del
compuesto con una masa en gramos igual a la masa
molecular de ese compuesto.
Ejemplos
1 mol H2O = 18,02 g H2O = 6,022x1023 moléculas H2O
1 mol CO2 = 44,01 g CO2 = 6,022x1023 moléculas CO2
1 mol NH3 = 17,03 g NH3 = 6,022x1023 moléculas NH3
EL MOL Y LOS CÁLCULOS QUÍMICOS
El concepto de MOL se puede utilizar para obtener
factores de conversión útiles en cálculos químicos
que relacionan elementos y compuestos.
Para elementos: ejemplo calcio Ca
1 mol Ca = 40,08 g Ca = 6,022x1023 atomos de Ca
23
1 mol Ca 40.08 g Ca
40.08 g Ca 6.022 10 Ca atoms
EL CONCEPTO DE MOL SE PUEDE APLICAR A LAS
MOLÉCULAS PARA CALCULAR LA MASA MOLECULAR.
Ejemplo : compuesto H2O
1 mol de una molécula de H2O = 2 moles de átomos
de H y 1 mol de átomos de O
Masa molar (g) H2O = 2 moles H (1,008g H / 1 mol H) + 1 mol
O (16 g O / 1 mol O)
= 18,00g H2O)
COMPOSICIÓN PORCENTUAL
Es el porcentaje en masa de cada elemento
contenido en una sustancia o compuesto.
La masa molar de la sustancia o compuesto es
el 100%.
% elemento = Masa total del elemento x 100
Masa Molar
EJEMPLO 1:Hallar la composición porcentual de hidrógeno y oxígeno en el agua.
Solución: Masa molar de H2O : 18,006 g
% H = 2,016 x 100 = 11,2 %
18,006
% O = 15,99 x 100 = 88,8 %
18,006
EJEMPLO 2
Calcular la composición porcentual del cloruro de potasio.Solución:
Masa molar de KCl: 39,0 + 35,5 = 74,5 g
% K = 39,00 x 100 = 52,35 %
74,5
% Cl = 35,5 x 100 = 47,65 %
74,5
DETERMINACIÓN DE FÓRMULAS QUÍMICAS
A.- FÓRMULA SIMPLE O EMPÍRICA
Es una expresión que representa la proporción massimple en la que están presentes los átomos que formanun compuesto químico. Se considera la representaciónmás sencilla de un compuesto.
Ejemplo 1: El análisis de muestra de un compuesto indica
que contiene un 27,3% de carbono y un 72,7 % de
oxígeno en masa. Determinar la fórmula empírica de
ese compuesto.
Solución:
Tomamos como base 100 g de compuesto, entonces
tenemos 27,3 g de Carbono y 72,7 g de Oxígeno.
Ahora hallamos el número de moles de cada elemento.
Moles C = 27,3 g de C x 1 mol de C = 2,275 mol C
12,0 g de C
Moles O = 72,7 g de O x 1 mol de O = 4,544 mol O
16,0 g de O
Dividimos la cantidad de moles calculados entre el
menor valor de ellos, de modo que tengamos una
relación de números enteros sencillos.
C = 2,275 = 1,0
2,275
O = 4,544 = 2,0
2,275
La fórmula será: CO2 correspondiente al dióxido de
carbono.
Ejemplo 2: Determinar la fórmula empírica de un
compuesto formado por 26,6% de potasio, 35,4%
de cromo y 38,0 % de oxígeno.
Solución:
100 g de compuesto como base.
Mol K = 26,6 g de K x 1 mol de K = 0,682 mol K
39,0 g de K
Mol Cr = 35,4 g de Cr x 1 mol de Cr = 0,680 mol Cr
52,0 g de Cr
Mol O = 38,0 g de O x 1 mol de O = 2,375 mol O
16,0 g de O
Dividimos la cantidad de moles entre el menor valor de ellos:
K = 0,682 = 1.0 Cr = 0,680 = 1,0 O = 2,375 = 3,5
0,680 0,680 0,680
Como tenemos un coeficiente con decimal, se multiplica
por un factor de tal manera que dicho coeficiente nos
resulte un número entero.
De la siguiente manera:
K = 1,0 x 2,0 = 2,0
Cr = 1,0 x 2,0 = 2,0
O = 3,5 x 2,0 = 7,0
La fórmula será : K2Cr2O7 correspondiente al dicromato
de Potasio.
B.- FÓRMULA MOLECULAR
Indica el número de átomos diferentes que hay
en cada molécula. En algunos casos puede ser
la misma que la fórmula empírica o sino será un
múltiplo entero de ella.
Ejemplo 1:
Un Hidrocarburo tiene una masa molar de 42,0 g
y contiene 14,3% de H y 85,7% de C . Hallar su
fórmula molecular.
Solución:
Hallamos su fórmula empírica: Tomando 100 g de
compuesto como base y hallando el número de moles
obtenemos 14,3 mol de H y 7,14 mol de C.
Dividiendo por la menor cantidad queda:
H = 14,3 = 2,0 , C = 7,14 = 1,0
7,14 7,14
Luego tenemos que la fórmula empírica es CH2
Además la masa molar de la sustancia es 42.0 g. Entonces:
(CH2)x = CxH2x 12X + 2X = 42 X = 3
Finalmente la fórmula molecular será : (CH2)x = (CH2)3
C3H6 correspondiente al Propeno.
EVALUACIÓN
1. Calcular la masa molecular de los siguientes
compuestos:
a. CaSO4
b. Al2(SO4)3
2. Calcular el número de moles en:
a. 360 gramos de aluminio
b. 8,10 kg de carbonato de calcio
3. Analizando una solución salina se halló: 5,85% y
14,9% en peso de NaCl y KCl respectivamente.
Calcular:
a. Relación de moles de NaCl y KCl.
b. Gramos de Cl2 en 100 gramos de solución.
4. Calcular la composición porcentual en:
a. Cloroformo (CHCl3)
b. Sulfato Ferroso
5. Determinar la fórmula empírica de de un compuesto que
está formado por 62,6 % de plomo; 8,5 % de nitrógeno y 28,9
% de oxígeno.
6.Determina la fórmula molecular de un compuesto que está
formado por: 83,7 % de carbono y 16,3 % de hidrógeno; si tiene
un peso molecular de 86 g.