EPITOME 1 Retahíla 1: Sistemas materiales/ Leyes químicas. Sistema material: Porción de materia que se aísla para su estudio. Materia: Es todo lo que posee masa, ocupa un lugar en el espacio y tiene condiciones organolépticas. Seria incorrecto hablar del “peso” es decir, por ejemplo: la masa de este cuerpo es 34gr; porque el peso depende de la gravedad y esta varia a lo largo de todo el globo, por ende no seria una constante. Al hablar de masa la gravedad se deja de lado. Lo correcto es: la masa de este cuerpo es 34g. Propiedad extensiva: son aquellas que varían al variar la cantidad de materia.( el volumen, la longitud, la capacidad) Propiedad intensiva: son aquellas que no varían aunque varíe la cantidad de materia. (El peso específico, la dureza, el índice de refracción, el coeficiente de solubilidad) Sistema Homogéneo: Es aquel sistema que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades físicas y químicas (mismas propiedades intensivas). Sistema Heterogéneo: Es aquel sistema que en diferentes puntos del mismo tiene distintas propiedades físicas y quimeras (distintas propiedades intensivas). Sustancia: Sistema homogéneo con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. (sistema homogéneo no fraccionable) Simples: Sustancia pura que no se puede descomponer en otras. Compuesta: Sustancia pura que se puede descomponer en otras. Solución: Sistema homogéneo constituido por dos o más sustancias puras o especies químicas. (sistema homogéneo fraccionable) Elemento: Lo que hay en común en las distintas sustancias compuestas que pueden generar la misma sustancia simple. Fase: Parte homogénea de un sistema. Coloide: Sistema heterogéneo no visible al microscopio, visible al ultramicroscopio. Hablar de solución coloidal seria incorrecto ya que un coloide es heterogéneo y el termino solución se utiliza para sistemas homogéneos. Método separativo: Es un método por el cual se separa un sistema heterogéneo en dos o mas homogéneos. (flotación, tamización, filtración, decantación) Método de fraccionamiento: Es un método por el cual obtengo de un sistema homogéneo dos o mas sistemas también homogéneos. (destilación, cromatografía, cristalización fraccionada) Composición centesimal de un sistema: porción de cada uno de los elementos que componen el sistema. Propiedad intensiva. Transformaciones Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican. Son aquellas que no modifican, la composición del cuerpo que los sufre. Ejemplo: agua a hielo. Transformaciones Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas. Modifican la naturaleza y propiedades del cuerpo que los sufre. Ejemplo: cobre y zinc: forman bronce Estado de agregación de la materia Estado sólido: Forma definida; volumen inconstante; cohesión (atracción); vibración; rigidez; incompresibilidad (no pueden comprimirse); resistencia a la fragmentación; fluidez muy baja o nula; algunos de ellos se subliman (yodo); volumen tenso. Estado liquido: Cohesión menor (regular); movimiento energía cinética; no poseen forma definida; toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene; en el frío se comprime, excepto el agua; posee fluidez a través de pequeños orificios; puede presentar difusión; no tienen forma fija pero si volumen. la variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos. Estado gaseoso: Cohesión casi nula; sin forma definida; su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan; pueden comprimirse fácilmente; ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor; las moléculas que lo componen se mueven con libertad; ejercen movimiento ultra dinámico. Gas ideal: Es un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Responden a la ecuación: P1 V1 P2 V2 T1 T2 P = presión – V = volumen – T = temperatura Leyes Ponderales: Ley de Lavoisier (conservación de la masa): 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 (la materia ni se crea ni se destruye solo se transforma). Ley de Proust (proporciones definidas): para formar un determinado compuesto, dos o más elementos químicos se unen y siempre en la misma proporción ponderal. Ley de Dalton (proporciones multiples): los pesos de una de los elementos combinados con un mismo peso del otro guardaran entren sí una relacion, expresables generalmente por medio de números enteros sencillos. Puede ocurrir que dos elementos se combinen entre sí para dar lugar a varios compuestos (en vez de uno solo, caso que contempla la ley de proust). Ley de Ritcher (proporciones equivalentes): los pesos de dos sustancias que se combinan con un peso conocido de otra tercera son químicamente equivalentes entre sí. Es decir, si a gramos de la sustancia A reaccionan con b gramos de la sustancia B y también c gramos de otra sustancia C reaccionan con b gramos de B, entonces sí A y C reaccionaran entre sí, lo harían en la relación ponderal a/c. Leyes volumétricas Ley de Gay Lussac: en cualquier reacción química los volúmenes de todas las sustancias gaseosas que intervienen en la misma medida en las mismas condiciones de presión y temperatura, están en una relacion de números enteros sencillos. Retahíla 2: Teoría atómica molecular Modelo atómico de Dalton: Átomo: mínima porción de materia que mantiene las mismas propiedades intensivas. La propiedad fundamental del átomo que lo caracteriza de los demas es su masa. Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples: Postulados: molécula: menor porción de materia que puede existir libre en la naturaleza. sustancia: representa el tipo de molécula. Pueden simples o compuestas. elemento: tipo de átomo. La ley de Avogadro dice que: "Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas" El valor de este número, llamado número de Avogadro es aproximadamente 6,02214179 × 1023 y es también el número de moléculas que contiene una molécula gramo o mol. Sustancia simple: Formadas por el mismo elemento. Sustancia compuestas: Formadas por distintos elementos. Elemento: clase de átomos, todos ellos con el mismo número de protones en su núcleo. La masa atómica relativa: es el numero que indica cuantas veces es mayor la masa de un átomo respecto de la unidad de referencia. La unidad de referencia es el hidrógeno. La masa atómica del carbono es 12 veces la masa del hidrógeno. Masa molecular relativa: Indica cuantas veces es mayor la masa de una molécula con respecto a la unidad de referencia. En este caso la unidad de referencia es el hidrógeno. m.m.r y la m.a.r no lleva unidades. Es un numero puro. Mol: es la masa de la sustancia que cuando esta expresada en gramos coincde numéricamente con la masa molecular relativa. Diferencia entre el numero de Avogadro y la constante de Avogadro: el numero de abogador es la cantidad de átomos que hay en un mol de átomos, o la cantidad de moléculas que hay en un mol de moléculas, la constante es 6.02 1023 condiciones normales de presión y temperatura: 0°C y 1 atm condición estándar: 1atm 25°C H20: esta formula dice que 2 moles atómicos de hidrógeno se unen con un mol atómico de oxigeno. No se habla de gramos porque el error es mucho mayor que si se trabaja con moles. Composición porcentual: cuantos gramos de sustancia hay en 100g. Ejemplo: NaNO2 Dar la composición porcentual de NaNO2. m.m.r NaNO2=69 69g NaNO2 100g NaNO2 23g Na x = 33.33g Na La composición porcentual es 33.33% Na, 20.29% de N y 46.38% de O. Formula Mínima: Al2O3 Formula mínima. H2O2 Formula mínima: HO P4O10 Formula mínima: P2O5 Formula molecular: Ejemplo: Un compuesto de formula mínima C5H4 tiene masa molecular relativa 128. ¿Cuál es la formula molecular? m.a.r C = 12 m.a.r H = 1 12*5 + 1*4 = 64 Si lo multiplico por un valor X tengo que llegar a 128 que es la masa molecular relativa, y ese numero será por el que tengo que multiplicar la expresión para obtener la formula molecular. 64X = 128 X=2 Entonces la formula molecular es C10H8 Otro ejercicio: Un compuesto tiene Fe y O. De Fe hay 70%. Hallar la formula minima. 1) averiguas cuantos moles son 70g de Fe y 30g de O. Fe = 1.25 moles O = 1.87 moles 2) Ahora para hacer la formula minima calculo en 1 mol de Fe cuantos moles de O necesito. Se plantea: 1.25 moles de Fe ------------------1.87 moles de O 1 mol de Fe ------------------------ x moles de O = 1.5 moles de O 3) El numero que obtengo debe ser entero, para que lo sea multiplico por 2. si no se hace entero sigo multiplicando. 1 mol de Fe ------------------------- 1.5 moles de O 2 moles de Fe ---------------------- x = 3 moles de O Entonces la formula mínima seria Fe2O3 Retahíla 3: Estequiometria. 2 H2 + O2 2 H2O Reaccionan 2 moles de H2 con uno de O2. La reacción dice que cuando reacciona un mol de O2 lo hace con 2 moles de H2 Se obtienen dos moles de cuando reaccionan 2 H2 moles de con 1 de O2. Las ecuaciones deben describirse de esa manera. Reactivo limitante: es aquel que en una reacción química, se acaba antes y determina la cantidad de productos obtenidos. Reactivo en exceso: son los reactivos presentes en mayor cantidad durante una reacción química, los cuales sirven para hacer reaccionar en su totalidad al reactivo limitante. Índice de un reactivo: La cantidad de reactivo colocado sobre la cantidad que figura en la ecuación. Ejemplo: HCl + Ca(OH) 2 CaCl2 + H2O Calcular los indices de cada reactivo para el caso en que se hagan reaccionar 0.2 moles de Ca(OH) 2 con 2.5g HCl. m.m.r HCl = 36.5 g I.R = 2.5 g 0.0685 36.5 g m.m.r Ca(OH) 2 = 74 I.R = 14.8 g 0.2 74g El reactivo limitante es el mas pequeño, en este caso el HCl Perdida – Rendimiento. Perdida: Cantidad de substancia perdida sobre la cantidad producida. Perdida porcentual: Perdida*100 Rendimiento: Cantidad de sustancia neta sobre la cantidad de sustancia producida. Rendimiento porcentual: rendimiento*100. Método de variaciones continuas. Consiste en variar progresivamente las cantidades de los rectantes, pero conservando su suma cte. Así se varian también la extensión de la reacción, la cual pasara por un máximo, correspondiente al punto estequiometrico. Se estudia la reaccion entre las sustancias X e Y. Se dispone de una solución A que tiene dos moles de X poe cada litro de solución, y de una solución B que tiene dos moles de Y por cada litro de solución. Ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V de A (cm3) V de B (cm3) Aumento la t (°C) 1 9 2.5 2 8 5 3 7 7.5 4 6 10 5 5 12.5 6 4 10 7 3 7.5 8 2 5 9 1 2.5 2 moles de X a 2.5°C corresponden a 18 moles de Y. y asi.. 20 17.5 15 12.5 10 7.5 5 2.5 El punto estrequimetrico corresponde a 10 moles de X y 10 moles de Y. moles X/moles de Y = 10/10 = 1 / 1 Estos son los coeficientes correspondientes a la ecuación química. 2 4 6 8 10 12 16 18 20