Química-Segundo Medio

Miércoles 18/marzo

BIENVENID@S  2° MEDIO

Bienvenidos alumnos de segundo medio a nuestras clases de química. Espero que se encuentren bien y que podamos trabajar juntos con esta nueva forma de enseñanza tecnológica.

Para cualquier consulta pueden comunicarse conmigo a través del mail, nicolequimica.etievan@gmail.comLos horarios de consultas y entrega de futuros trabajos serán de Lunes a Viernes de 8:00-16:00

Los días miércoles de 8:45-15:45 estaré conectada en gmail para que me puedan consultar por Hangouts de forma inmediata.

Por el momento todos los ejercicios presentados en este blog deben ser realizados en tu cuaderno para una futura revisión que podría ser calificada.

Saludos

ESTEQUIOMETRÍA

Es el cálculo para una ecuación química balanceada que determinará las proporciones entre reactivos y productos en una reacción química.

Por lo tanto, lo primero que debemos recordar es cómo balancear una reacción química.

BALANCE DE ECUACIONES

Como sabes, las ecuaciones químicas son representaciones de las reacciones químicas que muestran simbólicamente lo que sucede. Según la ley de conservación de la materia, el número de átomos y la masa total de las sustancias iniciales y finales de una reacción son las mismas; por lo tanto, esto debería observarse en la ecuación química.

Lo primero que se debe hacer, es comprender la información que entrega una ecuación química. Para ello, puedes proceder de la siguiente forma:

   Inspecciona si el número de átomos de cada elemento que se encuentra a la izquierda de la flecha (reactantes) es el mismo que se encuentra a la derecha (productos). Si es así, la ecuación está balanceada; si no, es necesario rectificarla.

   Para rectificar la ecuación, debes fijarte en los números que se anteponen a cada sustancia llamados coeficientes estequiométricos. Estos indican el número de moléculas de una sustancia que intervienen en la reacción y te permitirán establecer el balance de la reacción.

A continuación te mostramos un ejemplo, que resume la información entregada por una reacción química balanceada entre: el óxido de sodio (Na2O) y el ácido clorhídrico (HCl) los cuales producen cloruro de sodio (NaCl) y agua (H2O).


Para la revisión de los coeficientes estequiométricos, nos debemos fijar en la cantidad de átomos de cada elemento presente a cada lado de la ecuación.

Sin embargo, el número de átomos no siempre es igual en ambos lados de la ecuación y cuando esto ocurre se dice que está desbalanceada. ¿Cómo se corrige esto? Se debe proceder a igualar o balancear la ecuación.
Para igualar el número de átomos de los reactantes y productos se utiliza dos métodos para balancearla el método de tanteo o el método algebraico. Veamos en qué consisten.

MÉTODO DE TANTEO

Consiste en anteponer números enteros sencillos que permitan la igualación de los átomos de los reactantes y de los productos.


Paso 1: Reconocer reactantes y productos.

La combustión del butano (C4H10) de un encendedor produce dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Su reacción química es:


Reactantes: butano y oxígeno


Productos: dióxido de carbono y agua.



Paso 2: Determina la cantidad de átomos.
De la ecuación química, debes determinar la cantidad de átomos de cada elemento presente tanto en los reactantes como en los productos. No olvides que un elemento se puede presentar varias veces; cuando esto ocurre, debes sumarlos para obtener el número total.


Paso 3: Desarrolla el balanceo.
Toma como referencia la sustancia con mayor número de átomos e inicia el balanceo con el primer elemento que la compone. Continúa así hasta que hayas revisado todos los elementos.

Paso 4: Comprueba los coeficientes.
Comprueba que los coeficientes asignados sean los correctos y efectivamente balanceen la ecuación química. Asegúrate que los valores de los coeficientes correspondan a la mínima igualación posible para que esté correcta.

Desafío #1
El gas natural que se emplea para combustible, tiene como componente principal el gas metano (CH4) que se quema en presencia de oxígeno gaseoso (O2) y produce en una combustión completa dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Plantea y balancea la ecuación de la reacción.

MÉTODO ALGEBRAICO

Este método se emplea principalmente cuando las ecuaciones son complejas y es difícil abordarlas con el método de tanteo porque requieren procedimientos matemáticos de ajuste, manteniendo siempre como referencia la ley de conservación de la materia.

Veamos en qué consiste en el siguiente ejemplo:


   Asigna letras delante de cada sustancia química:
   Contabiliza el número de átomos por elemento, tanto en los reactantes como en los productos. Anotando los elementos en el mismo orden. Por ejemplo:
   Iguala el número de átomos de cada elemento de los reactantes con los productos, por ejemplo:

   Se asigna un valor igual a UNO a la incógnita “a”. Se reemplaza este valor en las ecuaciones donde está presente la letra a y se determina los valores para las demás incógnitas. Si a = 1, entonces: c = 1; d = 1/2; b = 1/2.
   Elimina los denominadores amplificando, en este caso, por 2, puesto que el denominador tiene ese valor. Así, queda que: a = 2; b = 1; c = 2; d = 1.
   Reemplaza los valores anteriores en la ecuación:
   Comprueba si los coeficientes asignados igualan la cantidad de átomos en reactantes y productos. El valor 1 en los coeficientes no se coloca, la ecuación balanceada es:

Desafío #2
El hidróxido de calcio (Ca(OH)2) es una sustancia básica la cual reacciona con el ácido fosfórico (H3PO4) que es una sustancia ácida formando una sal fosfato de calcio (Ca3(PO4)2) más agua (H2O).

CANTIDAD DE SUSTANCIA (MOL)


NÚMERO DE AVOGADRO (NA)

Este número representa la cantidad de átomos, moléculas u otras partículas que hay en un mol de las mismas.
Por ejemplo, cuando decimos una docena de rosas es equivalente a 12 rosas; un mol de agua es equivalente a 6,022*1023  moléculas de agua.

Desafío #3
1. Calcula el número de moles que habrá en:
a) 49 g de ácido sulfúrico H2SO4.
b) 20·1020 moléculas de ácido sulfúrico H2SO4.
c) 25 g de amoniaco NH3.
2. ¿Cuántos moles y moléculas de ácido nítrico HNO3 hay en 126 g de este ácido?
3. ¿Cuántos gramos habrá en 0,5 moles de tetraóxido de di nitrógeno N2O4?
4. ¿Cuántas moléculas habrá en 64 g de oxígeno O2?
5. ¿Cuántos gramos de agua H2O habrá en 3,0115·1023 moléculas de agua?
6. ¿Cuántos moles y cuántos átomos hay en 1g de magnesio?
7. ¿Cuántos gramos y cuántos átomos hay en 0,1 mol de magnesio?
8. Pasa a moles las siguientes cantidades:
a) 4,7·1025 átomos de potasio K
b) 8,5·1040 moléculas de dióxido de azufre SO2 
c) 3,14·1023 iones sodio Na

MASA MOLAR

Es una magnitud que relaciona la cantidad la sustancia de los elementos con sus masa. Así, la masa molar corresponde a la masa, en gramos, contenida en un mol de un determinado elemento o sustancia y de expresa en g/mol.

Observa el siguiente video sobre cómo calcular la masa molar de un compuesto:

Desafío #4

Determina la masa molar para las siguientes sustancias:












VOLUMEN MOLAR


En condiciones estándares de presión y temperatura (1 atm y 273k, respectivamente), un mol de cualquier gas ocupa un volumen de 22,4L.

Desafío #5
1. Calcular el volumen molar (L) que ocupan las siguientes cantidades de gases en condiciones normales (273K y 1atm)

a) 5 moles de dióxido de carbono (CO2)
b) 200 gramos de amoniaco (NH3)

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS


Para realizar los cálculos estequiométricos de una reacción química se debe seguir los siguientes pasos:



1.     Balancear la ecuación química.

2.     Determinar la cantidad de sustancia (mol)

3.     Determinar la cantidad de masa (gramos)

4.     Comprobar la ley de conservación de la masa.

5.     Indicar el volumen molar (litros) para sustancias gaseosas.

Veamos los pasos con el siguiente ejemplo:

De las cantidades calculadas para la reacción de formación del óxido de hierro podemos establecer las siguientes relaciones estequiométricas:

- 4 mol de hierro (Fe) reaccionan con 3 mol de oxigeno (O2) para obtener 2 mol de óxido de hierro (Fe2O3).
   - 224g de hierro (Fe) reaccionan con 96g de oxigeno (O2) para obtener 320g de óxido de hierro (Fe2O3). 
    - Como en los reactantes hay 320g al igual que en los productos, entonces se puede decir que cumple con la ley de conservación de la masa. 
   - En la ecuación química solo se puede determinar el volumen molar para el oxígeno ya que solo este se encuentra en estado gaseoso, 67,2L.

Conociendo estas relaciones cuantitativas de la reacción, podemos calcular por ejemplo, ¿Cuántos gramos de óxido de hierro (Fe2O3) se formaran con 70g de hierro (Fe)? 

Calculamos la masa del óxido de hierro que se forma con los 70g de hierro, a partir de la relación de masas entre estas dos sustancias:


A partir de la reacción sabemos que 224g de hierro forman 320g de óxido de hierro. Pero si tenemos 70g de hierro la cantidad de óxido de hierro debe ser menor que los 320g de la reacción, la cual es 100g de óxido de hierro.

Desafío #6

1) Para la siguiente reacción, completa la tabla y responde a la pregunta:


Na2SiO3 (s) + HF (ac)
 H2SiF6 (ac) + NaF (ac) + H2O (l)
MOL



MASA MOLAR (g/mol)



MASA (g)



Comprobación de Ley



VOLUMEN MOLAR (L)




¿Cuántos moles de ácido fluorhídrico (HF) son necesarios para que reaccione con 0,30mol de silicato de sodio (Na2SiO3)?


2) Para la siguiente reacción, completa la tabla y responde a la pregunta:


C6H12O6  (ac)
C2H5OH (ac) + CO2 (g)
MOL



MASA MOLAR (g/mol)



MASA (g)



Comprobación de Ley



VOLUMEN MOLAR (L)




¿Cuántos gramos de dióxido de carbono (CO2) se obtienen cuando se forman 7,50g de etanol (C2H5OH)?
 

Miércoles 25/marzo


Para la clase de hoy deben realizar una guía de ejercicio con nota del 15% sobre cálculos estequiométricos.

La fecha de entrega es miércoles 1/abril y lo deben enviar al correo: nicolequimica.etievan@gmail.com

Deben seleccionar el link para descargar el documento:






















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