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REPASO DE

QUÍMICA

2

Leyes ponderales-1

• Ley de conservación de la masa o ley

de Lavoisier: “En toda reacción química,

en un sistema cerrado, la masa de todas

las sustancias existentes se conserva.”

• Ley de las proporciones definidas o ley

de Proust: “Cuando se combinan dos o

más elementos para formar un

determinado compuesto lo hacen siempre

en una proporción fija.”

3

En la reacción del cobre con el azufre para

originar sulfuro cúprico, mediante:

resulta que 4,00 g de Cu reaccionan con 2,02 g de

S y producen 6,02 g de CuS.

Si ahora hacemos reaccionar 6 g de Cu con 5 g

de S ¿Qué cantidad habrá de cada sustancia

después de la reacción?

Cu S CuS

6 5 6 5 11

6 6 5 3,03 9,03 1,97 9,03 11

Cu S CuS

inicial m g

reaccionan m g

4

Cuando 3,06 g de hidrógeno reaccionaron con un exceso de oxígeno, se formaron 27,35 g de agua. En un segundo experimento, se descompuso una muestra de agua por electrólisis, produciéndose 1,45 g de hidrógeno y 11,51 g de oxígeno, ¿son consistentes estos datos con la ley de la composición constante? Justifica la respuesta.

En el primer caso la relación entre la masa de O y la masa de H es:

27,35 3,067,94

3,06

En el segundo caso la relación entre la masa del O y las del H es:

11,517,94

1,45

y los datos son coherent

g O

g H

g O

g H

es con la ley de las proporciones definidas.

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Leyes ponderales-2• Ley de las proporciones múltiples o ley de

Dalton: “Cuando dos elementos se combinan de forma distinta para dar distintos compuestos, las cantidades de uno de ellos que se combinan con una cantidad fija del otro están en relación de números enteros y sencillos.”

• Ley de las proporciones recíprocas o ley de Richter: “Cuando varios elementos se combinan con una cantidad fija de un tercero, las cantidades de estos son las mismas, múltiplos o submúltiplos que cuando se combinan entre si.

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El nitrógeno forme un compuesto con el oxigeno que consiste en 0,681 g de N que se combinan con 0,788 g de O. En otro 0,560 g de N se combinan con 1,28 g de O. Demuestra como estos datos prueban la ley de proporciones múltiples.

La cantidad de O que se combina con 1 g de N en el primer caso es:

0,7881,157

0,681

En el segundo caso la relación entre la masa del O y las del H es:

1, 282, 286

0,56

y la relación en el segundo

g O

g N

g O

g N

caso es el doble (doble cantidad de O)

que la primera.

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En las reacciones de una misma cantidad de Hidrógeno (1 gramo) con dos elementos distintos, observamos las cantidades de combinación:

2 2 3 2 2

2 2 2 2 2

3 2 1 se combinan con 4,66

2 2 O 1 se combinan con 8

H N NH g H g N

H O H g H g O

2 2 2 22 28 se combinan con 32N O NO g N g O

Cuando se combinan ahora el nitrógeno con el oxígeno lo hacen en la siguiente proporción:

2 2La cantidad de O y N que se combinan con 1 g de H están en una

8 32relación de y cuando se combinan entre sí la proporción es: .

4,66 28

Comprobamos que ambas cantidades guardan una relación sencilla:

8

34,66

32 2

28

Comprueba que se cumple la lay de las proporciones múltiples

8

Leyes volumétricas• Ley de los volúmenes de combinación o ley

de Gay-Lussac: “En cualquier reacción química los volúmenes de todas las substancias gaseosas que intervienen en la misma, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, están en una relación de números enteros sencillos.”

• Hipótesis de Avogadro: “Volúmens iguales de gases cualesquiera en las mismas condiciones de P y T contienen el mísmo número de moléculas (moles).”

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En la reacción química de formación del agua a partir de sus elementos se observa que 1 L de O2 reacciona con 2 L de H2 para formar 2 L de vapor de agua.

2 2 22 2 O

1 2 2

O H H

L L L

Esta relación coincide con el número de moléculas (moles) de las sustancias gaseosas que reaccionan y que se forman durante el proceso.

Y esta observación experimental nos lleva a la conclusión de que todas las moléculas en las mismas condiciones ocupan lo mismo. Volúmenes iguales de cualquier gas tienen el mismo número de moléculas (Hipótesis de Avogadro).

Se observa que los volúmenes de los gases que reaccionan y se forman, en las mismas condiciones, mantienen una relación numérica sencilla .

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El concepto de Mol

• Es la cantidad de sustancia que tiene un número de Avogadro de partículas.

• La masa de un mol es equivalente a la masa molecular expresada en gramos (masa molar).

• El volumen que ocupa un mol de un gas, en condiciones normales, es 22,4 L (molumen molar).

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Composición centesimal

Determinar la composición centesimal del ácido nítrico HNO3

3

3

3

1% 100 1,587 %

63

14% 100 22,223 %

63

48% O 100 76,19 %

63

g HH H

g HNO

g NN N

g HNO

g OO

g HNO

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Fórmula empírica

Un hidrocarburo contiene un 85,63 % de C y 14,37 % de H. Si su masa molecular es 28, determina su fórmula empírica.

2

2 4

100

85,63 7,13685,63 7,136 1

12 7,136

14,37 14,3714,37 14,37 2

1 7,136

Fórmula molecular de peso fórmula 14

la molécula será un múltiplo de la fórmula C

moleselemento en g moles

enteros

C

H

CH

H

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Leyes de los Gases-1

• Ley de Boyle-Mariotte: A temperatura constante,

el volumen que ocupa un gas es inversamente

proporcional a la presión.

1 1 2 2óP V cte P V P V

14

Leyes de los Gases-2

• Ley de Charles: A presión constante, el volumen

que ocupa un gas es directamente proporcional a

la temperatura absoluta.

1 2

1 2

óV VV

cteT T T

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Leyes de los Gases-3

• Ley de Gay-Lussac: A volumen constante, la

presión de un gas es directamente proporcional a

la temperatura absoluta.

1 2

1 2

óP PP

cteT T T

16

Leyes de los Gases-4

1 1 2 2

1 2

óP V P VP V

cteT T T

• Ley de estado de los gases, que combina las

tres leyes anteriores y nos indica la relación entre

las variables de estafo de un gas, P, V y T.

La constante solo depende de la cantidad de gas,

del número de moles de gas y se puede poner:

donde 0,082atm L

P V nRT RK mol

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Leyes de los Gases-5

...T A B CP P P P

• La ley de las presiones parciales o ley de

Dalton: La presión de una mezcla de gases es

igual a la suma de las presiones parciales que

ejercería cada uno de ellos si cada gas ocupase

todo el volumen del recipiente.

A A TP P

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Una cierta cantidad de gas ocupa 25 L y tiene una densidad de 1,25 g/L a 20 ºC y 2 atm. ¿Cuál será su densidad a 0º y 1 atm?

1 1

1 1 2 2 22

1 2

La masa de gas no va a variar y es:

25 1,25 31,25

Si cambian las condicones del gas se aplica la ley de los gases.

12 2546,59

293 273

La densidad en las nuevas condici

m V m m g

P V P V VV L

T T

2 2 2

2

ones es:

31,250,67 /

46,59

mg L

V

19

Un recipiente contiene 100 L de O2 a 20 ºC. Calcula la presión del O2 sabiendo que su masa es de 3,43 kg ¿Qué volumen ocupará este gas en condiciones normales?

1 1 2 2 22

1 2

Aplicamos la ley de los gases ideales:

3430100 0,082 293 25,75

32

Si cambian las condicones del gas se aplica la ley de estado

de los gases:

125,75 1002400

293 273

P V n R T P P atm

P V P V VV

T TL

20

Disoluciones-1

Es una mezcla homogénea de varios componentes,

el que se encuentra en mayor proporción se llama

disolvente y al resto solutos.

Disolución saturada es aquella que no admite

más soluto en disolución.

Solubilidad es la concentración de una disolución

saturada.

Concentración de una disolución es la cantidad

de soluto disuelto en una determinada cantidad de

disolución.

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Disoluciones-2

Formas de expresar la concentración de una disolución.

100soluto

disolución

m

mPorcentaje en masa

Masa de soluto por volumen de disolución (g/L)

Porcentaje en volumen 100soluto

disolución

V

V

en soluto

disolución

m g

V L

22

Disoluciones-3

( )

soluto

disolución

nM

V L

Molaridad: moles de soluto por litro de

disolución

Fracción molar: moles de

cada componente partido por el

número de moles totales.

Molalidad: Moles de soluto por kg de

disolvente ( )

soluto

disolvente

nm

m kg

1ii s d

T

nx x x

n

Normalidad: Número de equivalentes

de soluto por litro de disolución( )

soluto

disolución

nN

V L

23

Equivalente químico

Para calcular el equivalente químico de un elemento se

divide su masa atómica por su valencia.

Eq.de oxígeno= 16 / 2 = 8 ; de la misma manera se puede

calcular el equivalente de un compuesto: eq. del ácido

sulfúrico = 98/2 = 49.

- La valencia de un ácido base es el número de H+ u OH-

que libera en el proceso.

- La valencia en un proceso redox es el número de

electrones ganados o cedidos en el proceso.

Se llama equivalente químico de un elemento a la

cantidad de este que se combina, sustituye o reemplaza

a un átomo de Hidrógeno.

atómico moleculareq eq eq

P PP ó P n n val

val val

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Se disuelven en agua 30,5 g de cloruro de amonio NH4Cl, hasta obtener 0,5 L de disolución. La densidad de la disolución es de 1027,6 kg/m3. Calcula:

a) La concentración de la disolcuión en porcentaje en masa.

b) La molaridad.

c) La molalidad.

d) Las fracciones molares de soluto y disolvente.

25

4 4

4

4

4

30,5a) % en masa 100 % en masa 100

500 1,0276

% en masa de 5,94%

30,5 / 53,5b) molaridad

( ) 0,5

1,14 ( / )

c) molalidad ( )

soluto

disolución

solutoNH Cl NH Cl

disolución

NH Cl

solutoNH Cl

diso

m

m

NH Cl

nM M

V L

M M mol L

nm

m kg 4

4

4 4

4

2

30,5 / 53,5

0,5138 0,0305

1,18 ( / )

30,5 / 53,5d) Fracción molar de soluto

30,5 / 53,5 483,3/18

0,02

Fracción molar de disolvente

NH Cl

lvente

NH Cl

solutoNH Cl NH Cl

totales

NH Cl

disolventeH O

t

m

m m mol kg

nx x

n

x

nx

n 2

4

483,3/18

30,5 / 53,5 483,3/18

0,98

H O

otales

NH Cl

x

x