Es la parte de la química que tiene por objeto calcular las cantidades en masa y volumen de las sustancias reaccionantes y los productos de una reacción química. Se deriva del griego “Stoicheion” que significa elemento y “Metrón” que significa medir. Entre la estequiometría vamos a encontrar lo siguiente: Composición porcentual y molar, Nomenclatura, Leyes químicas, Reacciones químicas, Balanceo de ecuaciones.
COMPOSICIÓN PORCENTUAL Y MOLAR:
La fórmula de un compuesto indica el número de átomos de cada elemento presente en una unidad del compuesto. A partir de la fórmula del compuesto es posible calcular el porcentaje que cada elemento proporciona a la masa total del compuesto, así poder determinar la pureza del mismo.
La composición porcentual en masa es el porcentaje en masa de cada elemento en un compuesto. La composición porcentual se obtiene al dividir la masa de cada uno de los elementos en 1 mol del compuesto entre la masa molar del compuesto y multiplicándolo por 100%.
Composición porcentual de un elemento =
Por ejemplo, en 1 mol de peróxido de hidrógeno (H2O2) hay 2 moles de átomos de H y 2 moles de átomos de O. La masa molar de H2O2 es 34.02g, de H es 1.008g y de O es 16g. La composición porcentual de H2O2 se calcula de la siguiente forma:
La suma de los porcentajes es 99.99%. La poca diferencia al 100% es debido al redondeo de las masas molares de los dos elementos.
Ejemplo:
El ácido fosfórico (H3PO4) se usa en los detergentes, fertilizantes, bebidas gaseosas para dar más sabor, etc. Calcule la composición porcentual en masa de H, P y O en este compuesto.
Solución:
La masa molar de H3PO4 es 97.99g/mol. Entonces, la masa de cada elemento es:
La suma de los porcentajes es 100.01%. Como ya se mencionó antes, la diferencia al 100% es por el redondeo de los elementos.
NOMENCLATURA:
Es la forma de darle nombre a los compuestos. Durante mucho tiempo, los químicos nombraban los compuestos a voluntad propia, lo que hacía más difícil el control de los mismos. Hasta que en 1921 la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) estableció reglas para poder nombrar cada uno de los compuestos de acuerdo a su fórmula. El elemento más positivo se escribe primero y se menciona después, el elemento más negativo se escribe al final y se menciona primero.
Para el estudio de la nomenclatura de los compuestos, estos se dividirán en:
Binarios
Ternarios
Cuaternarios
Compuestos Binarios:
Son los que están formados por dos elementos. Los elementos más importantes en estos compuestos son el hidrógeno y el oxígeno. Entre los compuestos binarios podemos mencionar a los hidrogenados, oxigenados, las sales, las aleaciones.
Ejemplos:
- HgH = Hidruro de mercurio.
- Hidruro de calcio.
- Hidruro de aluminio.
- Hidruro de hierro.
- Hidruro de cobre.
Compuestos Cuaternarios:
Los compuestos cuaternarios son los formados por cuatro elementos.
Ejemplos:
- NaHSO4 = Sulfato ácido de Sodio.
- KHCO3 = Carbonato ácido de Potasio.
- CaHSO4 = Sulfato ácido de calcio.
- NaHCO3 = Carbonato ácido de sodio.
- K2HSO5 = Sulfato ácido de potasio.
- Na2HPO5 = Fosfato ácido de sodio.
Son compuestos que resultan de la sustitución parcial de los hidrógenos, de ácidos oxácidos por un metal.
Ejemplos:
- NaHSO4 = Sulfato ácido de Sodio.
- KHCO3 = Carbonato ácido de Potasio.
- CaHSO4 = Sulfato ácido de calcio.
- NaHCO3 = Carbonato ácido de sodio.
- K2HSO5 = Sulfato ácido de potasio.
- Na2HPO5 = Fosfato ácido de sodio.
Oxisales Dobles:
Son compuestos que resultan de la sustitución total de los hidrógenos de los ácidos oxácidos de los grupos V y VI y el ácido carbónico.
Ejemplos: - KLiSO3 = Sulfato doble de litio y potasio.
- NaBaPO4 = Fosfato doble de bario y sodio.
- NaLiSO3 = Sulfato doble de litio y sodio.
- CsRbPO5 = Fosfato doble de rubidio y cesio.
- BaCaCO3 = Carbonato doble de calcio y bario.
- CaMgClO4 = Clorato doble de magnesio y calcio.
LEYES QUÍMICAS:
La leyes químicas son un conjunto de leyes que se descubrieron por vía experimental y que hacen referencia a las relaciones que en una reacción química cumple los pesos de las sustancias reaccionantes y los productos de la reacción.
Ley de la Conservación de la Materia y Energía:
Esta ley nos dice que en una reacción química, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos de la reacción. Esto quiere decir que la materia ni se crea ni se destruye, sólo se puede transformar al igual que la energía.
La materia y la energía trabajan juntas ya que la materia al ser supuestamente destruída se transforma en energía y por eso se dice que la materia no se destruye sino que se convierte en energía.
Ley de Proporciones Múltiples:
La teoría atómica de Dálton nos lleva a que los átomos se combinan para formar compuestos.
Considerando que un átomo de A se combina con un átomo de B para formar el compuesto AB y que un átomo de A se combina con 2 átomos de B, para formar el compuesto AB2, Dálton propuso la ley de las proporciones múltiples que puede enunciarse así: “Cuando dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, los pesos diferentes de uno de ellos, que se combinan con un peso fijo del otro, guardan una relación sencilla de números enteros pequeños.
Esto quiere decir que si se mantiene fija la cantidad de uno y se determinan las cantidades del otro se tienen números que guarden entre sí relaciones expresables mediante números enteros. Tenemos por ejemplo el Carbono de Hidrógeno que forma Hidrocarburos en los cuales intervienen relaciones que aún siendo de números enteros, estos son a veces muy grandes.
REACCIONES QUíMICAS:
Una reacción química es un proceso en el que a partir de una o más sustancias se origina otra u otras diferentes de las iniciales. Las reacciones químicas se representan separando con una flecha las sustancias originales de las finales:
A las sustancias A y B se les denomina productos reaccionantes y a las sustancias C y D productos de la reacción.
Tipos de Reacciones Químicas:
Reacciones de Combustión:
Son aquellas en que se combina el oxígeno con compuestos orgánicos para producir dióxido de carbono y agua como únicos productos.
Reacciones de Desplazamiento:
Son llamadas también de sustitución simple. Ocurre cuando un elemento más activo reemplaza a otro menos activo en un compuesto.
Reacciones de Doble Sustitución:
Ocurre cuando dos compuestos intercambian sus sustituyentes para formar dos nuevos compuestos.
Reacciones de Combinación:
Elementos o compuestos sencillos se combinan para dar solamente un producto.
Reacciones de Descomposición o Análisis:
Hidrólisis:
Estas efectúan una doble descomposición cuando un compuesto se descompone por la acción del agua.
BALANCEO DE ECUACIONES:
Método Algebraico:
Para balancear de modo algebraico seguiremos los siguientes pasos:
- Identificar reactivos y productos.
- Al elemento que aparece la mayor cantidad de veces se le asigna el coeficiente 2.
- Se asignan literales para cada componente.
- Se resuelve sumando los valores de las literales de cada uno de los lados.
- Colocar el respectivo coeficiente a cada compuesto.
Ejemplo:
De tal forma que al multiplicar los coeficientes de cada compuesto con el número de cada elemento, estos queden igual de cada lado:
C = 14 C = 14
H = 12 H = 12
O = 34 O = 34
Método Rédox :
Para balancear por medio de este método seguiremos algunas reglas:Ejemplo 1:
I.
Oxidación (2é)
Balanceada:
II.
Reducción (5é)
Balanceada:
H = 36 H = 36
S = 5 S = 5
O = 28 O = 28
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