estequiometria

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. 

compuestos hidrogenados:

Los compuestos oxigenados llevan oxígeno como elemento principal y éstos están combinados con elementos metálicos y no metálicos según sea el caso. Entre éstos están:

• Óxidos: Oxígeno + metal

 

• Hidruros: Hidrógeno + metal.

Ejemplos: 

- NaH = Hidruro de sodio.

- HgH = Hidruro de mercurio.

- = Hidruro de calcio.

- = Hidruro de aluminio.

- = Hidruro de hierro.

- = Hidruro de cobre.

• Hidrácidos: Hidrógeno + no metal.

Ejemplos: 

- = Ácido Clorhídrico.

- = Ácido Selenhídrico.

- HF = Ácido Yodhídrico.

- = Ácido Telurhídrico.

- = Ácido Sulfhídrico.

- = Ácido Borhídrico.

  
Compuestos Oxigenados: Los compuestos oxigenados llevan oxígeno como elemento principal y éstos están combinados con elementos metálicos y no metálicos según sea el caso. Entre éstos están:

• Óxidos: Oxígeno + metal

Ejemplos:

- Cr2O3 = Trióxido de dicromo.

- Rb2O = Óxido de dirubidio.

- Al2O3 = Trióxido de dialuminio.

- Ca2O2 = Dióxido de dicalcio.

- Li2O = Óxido de dilitio.

- Fe2O3 = Trióxido de dihierro.

• Anhídridos: Oxígeno + no metal

Ejemplos: 

- = Anhídrido perclórico.

- = Anhídrido boroso.

- = Anhídrido yódico.

- = Anhídrido bromoso.

- = Anhídrido nitrogenoso.

- = Anhídrido fosforoso.

 

Sales: Las sales son las compuestas de la combinación de dos no metales, o un metal más un no metal. Entre estos están:

Sales Básicas: Metal + no metal

Ejemplos: 

- NaCl = Cloruro de sodio.
- KI = Yoduro de potasio.
- = Cloruro de magnesio.
- = Cloruro de cobalto.
- = Cloruro de calcio.
- = Boruro de sodio.

• Sales ácidas: No metal + no metal

Ejemplos: 

- = Bromuro de selenio.
- BrF = Fluoruro de bromo.
- = Nitruro de yodo.
- = Cloruruo de arsenio.
- = Fosfuro de silicio.
- = Yoduro de telerio.

Aleaciones: Las aleaciones se forman de la combinación de un metal más otro metal. La aleación de dos metales es de gran importancia ya que es una de las principales formas de modificar las propiedades de los elementos metálicos puros.

Ejemplos:

• AgFe = Aleación de hierro y plata
• HgRb = Aleación de rubidio y mercurio
• MnCr = Aleación de cromo y manganeso 
  
  
  Compuestos Ternarios
Un compuesto ternario es el que está formado por tres elementos. Entre estos encontramos a los hidróxidos, oxácidos, sales dobles, sales ácidas, oxisales
.
• Hidróxidos: Se forman de la unión del hidrógeno con el oxígeno acompañados de un metal. En los hidróxidos el grupo OH es indispensable.
  
Ejemplos: - NaOH = Hidróxido de sodio. - AuOH = Hidróxido de oro. - CaOH = Hidróxido de calcio. - AlOH = Hidróxido de aluminio. - FeOH = Hidróxido de hierro. - MnOH = Hidróxido de manganeso.
• Oxácidos: Son compuestos formados por la combinación de un anhídrido y una molécula de agua.
Anhídrido + H2O = Oxácido
Ejemplos: - SO2 + H2O = H2SO3 = Ácido Sulfuroso. - Cl2O5 + H2O =H2ClO6 = Ácido Clórico. - CO2 + H2O = H2CO3 = Ácido Carbónico. - FO2 + H2O = H2FO3 = Ácido Fluoroso. - BrO3 + H2O = H2BrO4 = Ácido Bromoso. 

 

 sales Dobles:

Son el resultado de la sustitución del hidrógeno por dos metales diferentes, estos de colocan en orden de electropositividad.

H2Se + Li + Rb = LiRbSe

sales acidas:

Éstas actúan sin presencia de oxígeno y consiste en eliminar parcialmente el hidrógeno por un elemento no metal.

HF + Rb = RbHF

Ejemplos:

- RbHF = Fluoruro ácido de Rubidio.

- NaHS = Sulfuro ácido de Sodio.

- KHSe = Selenuro ácido de potasio.

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 combustion: 

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 sustitucion:  

Ocurre cuando dos compuestos intercambian sus sustituyentes para formar dos nuevos compuestos.

reacciones de combinacion: 

Elementos o compuestos sencillos se combinan para dar solamente un producto.

reacciones de descomposicion o analisis:

Un compuesto se transforma por acción del calor o de la electricidad en dos o más productos. 

 hidrolisis:

Estas efectúan una doble descomposición cuando un compuesto se descompone por la acción del agua.