Leyes de La Estequiometria

 

FICHA DE IDENTIFICACIÓN DE TRABAJO MONOGRÁFICO

Título: LEYES DE LA ESTEQUIOETRÍA Autor: Wendy Villca Sehuincho Fecha: 08/11/2019 Código de estudiante: 42814 Carrera: Ing. Gas y Petróleo Asignatura: Grupo: A Química General Docente: Ing. Fernando Parra Arce Periodo Académico: II/2019 Subsede: Oruro Copyright © (AÑO) por (NOMBRES DE ESTUDIANTES). Tod Todos os los derechos reservados.

 

RESUMEN: Las leyes de estequiometría describen la composición de las diferentes sustancias, con base en las relaciones (en masa) entre cada especie que interviene en la reacción. Toda la materia existente está formada por la combinación, en diferentes proporciones, de los distintos elementos químicos que conforman la tabla periódica. Estas uniones se rigen por ciertas leyes de combinación conocidas como leyes de estequiometría o leyes ponderales de la química. Estos principios son una parte fundamental de la química cuantitativa, siendo indispensables para el  balanceo de ecuaciones y para para operaciones tan impor importantes tantes como determinar qué reactivos reactivos se necesitan para producir una reacción específica o calcular qué cantidad de esos reactivos se necesitan para obtener la cantidad esperada de productos. Son ampliamente conocidas en el campo químico de la ciencia “las cuatro leyes”: ley de la conservación de la masa, ley de las proporciones definidas, ley de las proporciones múltiples y ley de las proporciones recíprocas. Las 4 leyes de la estequiometría Cuando se desea determinar la forma en que se combinan dos elementos a través de una reacción química, deben tomarse en cuenta las cuatro leyes que se describen a continuación.  Ley de Lavoisier o ley de conservación de la masa Ley de Proust o ley de las proporciones definidas  Ley de Dalton o ley de las proporciones múltiples  Ley de Richter o ley de las proporciones equivalentes

Palabras clave: Estequiometría

 

ABSTRACT: The stoichiometry laws describe the composition of the different substances, based on the (mass) relationships between each species involved in the reaction. All the existing matter is formed by the combination, in different proportions, proportions, of the different chemical elements that make up the periodic table. These unions are governed by certain combination laws known as stoichiometry laws or weight chemistry laws. These principles are a fundamental part of quantitative chemistry, chemistry, being indispensable for balancing equations and for operations as important as determining what reagents are needed to produce a specific reaction or calculating how much of those reagents are needed to obtain the expected quantity of products. . The four laws are widely known in the chemical field of science: law of conservation of mass, law of definite proportions, law of multiple proportions and law of reciprocal proportions. The 4 laws of stoichiometry When it is desired to determine the way in which two elements are combined through a chemical reaction, the four laws described below must be taken into account.  Lavoisier Law or Mass Conservation Law  Proust Law or Law of Defined Proportions  Dalton's law or multiple proportions law  Richter's Law or Law of Equivalent Proportions

Key words: stoichiometry

 

TABLA DE CONTENIDOS

Introducción............................................................................................................................5 DESARROLLO.....................................................................................................................6 Estequiometría..............................................................................................................6 Principio de la Estequiometría............................................................................................6 Ecuaciones químicas...........................................................................................................7 Subíndices...........................................................................................................................7 Coeficiente estequiométrico................................................................................................7 Ley de conservación de la materia......................................................................................7 Ley de las proporciones definidas.......................................................................................8 Ley de las proporciones múltiples......................................................................................9 .............................................................................................................................................9 Ley de las proporciones reciprocas...................................................................................10 Ley de los volúmenes de combinación.............................................................................10 Bibliografía y referencias (EJEMPLOS)..............................................................................11 CAPÍTULO 3. CUESTIONARIO.................................................................................12 LISTA DE GRÁFICOS E IMÁGENES Ilustración 1 Antoine-Laurentent de Lavoiser.....................................................................................7

Ilustración 2 ley de la conservación.............. ............................ ............................. .............................. ............................. ................................. ........................... ........ 8 Ilustración 3 Joseph Proust.................................................................................................................8

Ilustración 4 ley de las proporciones definidas.............. ............................ ............................. ............................. ............................. ..........................9 ...........9 Ilustraci Ilus tración ón 5 John Dalton........... Dalton......................... ............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ................................9 .................9 Ilustración 6 Ley de las proporciones múlples..................................................................................9 Ilustración 7 Jeremías Richter...........................................................................................................10 Ilustración 8 ley de las proporciones reciprocas...............................................................................10

*********EJEMPLOS Y BASES PARA LA ELABORACIÓN DE TRABAJOS****** ********Este documento está configurado para seguir las normas AP APA********* A*********

 

Introducción La estequiometria forma parte de la historia de la química y con esta vienen sus leyes que fueron  propuestas antes de de la teoría atómica de Dalton y de los conceptos de mol y forma molecular Estas expresan relaciones de masas de elementos en un compuesto químico o de reactivos y  productos en una reacción reacción química La estequiometria se define como la aplicación de los conocimientos matemáticos y químicos en torno a una reacción química Por tal motivo emprenderemos los conocimientos básicos y necesarios sobre dichas leyes, cuales son: Ley de Lavoisier o ley de conservación de la masa Ley de Proust o ley de las proporciones definidas Ley de Dalton o ley de las proporciones múltiples Ley de Richter o ley de las proporciones equivalentes Estas se refieren a las relaciones en masa o volumen que se establecen en las diferentes reacciones químicas las mismas que permiten efectuar los cálculos correspondientes de masas o volúmenes.

 

 

DESARROLLO Estequiometría En química, la estequiometría es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y  productos en el transcurso transcurso de una reacción quí química.1 mica.1 Estas relaciones se pueden pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios. «La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química)». También estudia la proporción de los distintos elementos en un compuesto químico y la composición de mezclas químicas.

Principio de la Estequiometría Una reacción química se produce cuando hay una modificación en la identidad química de las sustancias intervinientes; intervinientes; esto significa que no es posible identificar a las mismas sustancias antes y después de producirse la reacción química, los reactivos se consumen para dar lugar a los  productos. A escala microscópica una reacción química se produce por la colisión de las partículas que intervienen ya sean moléculas, átomos o iones, aunque puede producirse también por el choque de algunos átomos o moléculas con otros tipos de partículas, tales como electrones o fotones. Este choque provoca que las uniones que existían previamente entre los átomos se rompan y facilite que se formen nuevas uniones. Es decir que, a escala atómica, es un reordenamiento de los enlaces entre los átomos que intervienen. Este re ordenamiento se produce por desplazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, sin embargo los átomos implicados no desaparecen, ni se crean nuevos átomos. Esto es lo que se conoce como ley de conservación de la masa, e implica los dos principios siguientes: El número total de átomos antes y después de la reacción química no cambia. El número de átomos de cada tipo es igual antes y después de la reacción. En el transcurso de las reacciones químicas las partículas subatómicas tampoco desaparecen, el número total de protones, neutrones y electrones permanece constante. Y como los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa, la suma total de cargas no se modifica. Esto es especialmente importante tenerlo en cuenta para el caso de los electrones, ya que es posible que durante el transcurso de una reacción química salten de un átomo a otro o de una molécula a otra,  pero el número total de electrones electrones permanece constan constante. te. Esto que es una consecuen consecuencia cia natural de la ley de conservación de la masa se denomina ley de conservación de la carga e implica que: La suma total de cargas antes y después de la reacción química permanece constante. Las relaciones entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservación, y por lo tanto pueden ser determinadas por una ecuación (igualdad matemática) que las describa. A esta esta igualdad se le llama ecuación estequiométrica.

 

Ecuaciones químicas Una ecuación química es una representación escrita de una reacción química. Se basa en el uso de símbolos químicos que identifican a los átomos que intervienen y como se encuentran agrupados antes y después de la reacción. Cada grupo de átomos se encuentra separado por símbolos (+) y representa a las moléculas que participan, cuenta además con una serie de números que indican la cantidad de átomos de cada tipo que las forman y la cantidad de moléculas que intervienen, y con una flecha que indica la situación inicial y la final de la reacción.

Subíndices Los subíndices indican la atomicidad, es decir la cantidad de átomos de cada tipo que forman cada agrupación de átomos (molécula). Así el primer grupo arriba representado, indica a una molécula que está formada por 2 átomos de oxígeno, el segundo a dos moléculas m oléculas formadas por 2 átomos de hidrógeno, y el tercero representa a un grupo de dos moléculas formadas cada una por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, es decir dos moléculas de agua.

Coeficiente estequiométrico Es el número de moléculas m oléculas de un determinado tipo que participa en una ecuación química dada en el orden en el que está escrita

Ley de conservación de la materia (Antoine-Laurent de Lavoisier, Trait´e Trait´e ´el´ementaire de Chimie, 1789) En toda reacción química se conserva la masa; es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos resultantes. La ley de conservación de la masa, enunciada por Lavoisier, es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. En esta ley se asume la conservación de la identidad de los elementos químicos, que resulta indispensable en el balanceo de ecuaciones químicas. Se puede enunciar de la manera siguiente: en cualquier reacción química se conserva la masa. Es decir: la materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma. "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"

Ilustración 1 AntoineLaurentent de Lavoiser 

"En química la masa se conserva, esto es, la masa m asa total de los reactivos es igual a la masatoda totalreacción de los productos" Ejemplo de ajuste de una ecuación Sea la siguiente ecuación con los coeficientes estequiométricos sin determinar: a NH3 + b O2 → c NO + d H2O Aplicando la ley de conservación de la materia a cada tipo de átomo, resulta  N : a = c H : 3a = 2d O : 2b = c + d Es un sistema homogéneo. Para resolverlo, se fija uno de los coeficientes y se determinan los demás. Haciendo a = 2, resulta: c = 2, d = 3 y b = 5/2.

 

La ecuación ajustada queda: 2 NH3 +5/2 O2 → 2 NO + 3 H2O la conservación  Ilustración 2 ley de la

Ley de las proporciones definidas (Joseph Proust, 1794-1804) Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación r elación de masas constantes En 1799, J. L. Proust llegó a la conclusión de que, para generar un compuesto determinado, dos o más elementos químicos se unen entre sí, siempre en la misma proporción ponderal (del latín pondus, pondéris: casos nominativo y genitivo de peso). Una aplicación de la ley de Proust es en la obtención de la denominada composición centesimal de un compuesto, es decir el porcentaje ponderal que dentro de la molécula representa cada elemento.

Ilustración 3 Joseph Proust 

 

  las proporciones  Ilustración 4 ley de las proporciones definidas

Ley de las proporciones múltiples (John Dalton, 1803) Cuando dos elementos se combinan para originar diferentes compuestos, fijada la cantidad de uno, las cantidades del otro que se combinan para dar los compuestos están en relación relación de números enteros ssencillos. encillos. Puede ocurrir que dos elementos se combinan y -en vez de producir un solo compuesto- generen varios compuestos (caso no previsto en la ley de Proust). En 1808, Dalton concluyó que los pesos de uno de los elementos combinados con un mismo peso del otro guardan una relación expresable por lo general mediante un cociente de números enteros pequeños.  

Ilustración 5 John Dalton

Ilustración 6 Ley de las proporciones múlples

Ley de las (Jeremías Richter, 1792)

proporciones reciprocas

 

Las masas de los elementos que se combinan con una masa de un tercero, guardan la misma proporción que las masas de los dos cuando se combinan entre sí.

Ilustración 7  Jeremías Richter 

 

 

Ilustración 8 ley de las l as proporciones reciprocas

Ley de los volúmenes de combinación A diferencia de las anteriores esta ley propuesta por Gay-Lussac en 1809 relaciona los volúmenes de los reactivos y los productos en una reacción química y las proporciones de los elementos en diferentes compuestos. La ley de los volúmenes de combinación establece que, cuando los gases reaccionan entre sí para formar otros gases, y todos los volúmenes se miden m iden a la misma temperatura y presión: La relación entre los volúmenes de los gases reactantes y los productos se pueden expresar en números simples enteros Por ejemplo, Gay-Lussac descubrió que 2 volúmenes de hidrógeno y un volumen de oxígeno que reaccionan forman 2 volúmenes de agua gaseosa.1

 

Bibliografía y referencias (EJEMPLOS) Caballero Hurtado, Agustín (2006). Cómo resolver problemas de estequiometría. Editorial Filarias.  p. 132. ISBN 978-84-932488-8-8. 978-84-932488-8-8. Lozano Lucena, J. J.; Rodríguez Rigual, C. (1992). Química 3: estequiometría. Pearson Alhambra.  p. 64. ISBN 978-84-205-2142-8. 978-84-205-2142-8. Muller; Ara Blesa, Antonio (1965). Fundamentos de estequiometría. Editorial Acribia, S.A. p. 345. ISBN 978-84-200-0174 978-84-200-0174-6. -6.

 

CAPÍTULO 3. CUESTIONARIO FACULTAD FACUL TAD DE CIENCIA Y TECNOLO TECNOLOGÍA GÍA CARRER A: CARRERA: CUESTIONARIO: SEMANA: ASIGNATURA:

INGENIERÍ INGENIERÍA A EN GAS Y PETRÓLEO I 1 QUÍMICA GENERAL

1. Defina eell co concepto ddee re reacción qquuímica Proceso químico en el cual dos o más sustancias llamadas reaccionantes, por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. 2. ¿Qu ¿Quéé ssuce ucede de con los enl enlace acess de de lo loss átom átomos os de los los rreac eactiv tivos os cua cuando ndo dan lugar lugar a un unaa re reacc acción ión química originando nuevas sustancias? 3. De Defi fina na eell po post stul ulad adoo de la lley ey ddee L Lav avoi oisi sier er o ley ley de cons conser erva vaci ción ón de llaa ma masa sa Establece que en una reacción no existen alteraciones a la masa total de la sustancia reaccionantes es siempre igual a la masa total de las sustancias resultantes, es decir que la materia no puede ser creada ni destruida, solo puede ser transformada 4. De Defi fina na eell po post stul ulad adoo de la lley ey ddee Pr Prou oust st o ley ley ddee las las ppro ropo porc rcio ione ness ddef efin inid idas as Se enuncia de la siguiente manera Cuando dos o más sustancias se combinan para formar un determinado producto siempre lo hacen en proporción fija y constante, el exceso de uno de ellos quedara sin reaccionar    5. De Defi fina na eell po post stul ulad adoo de la lley ey ddee D Dal alto tonn o lley ey ddee las las ppro ropo porci rcion ones es m múl últi tipl ples es Cuando dos sustancias se combinan para formar dos o más compuestos diferentes, la masa de una de las sustancias permanece fija y constante mientras la masa de la otra varía según una relación sencilla de números enteros 6. De Defi fina na eell po post stul ulad adoo de llaa le leyy de Ri Rich chte terr o le leyy de las las pr prop opor orci cion ones es eequ quiv ival alen ente tess Cuando dos sustancias se combinan con la misma masa de una tercera sustancia, estos pueden comunicarse entre si o con sus equivalentes gramos 7. Men Mencio cione ne la iimpo mporta rtanci nciaa ddel el ccono onocim cimien iento to de llas as ley leyes es est estequ equio iomét métric ricas as par paraa un ing ingen enier ieroo Por qué la estequiometria es un tema muy importante para un ingeniero ya que se define como la aplicación de los conocimientos matemáticos y químicos 8. De Defi fina na el co conc ncep epto to de co coef efic icie iennte es este tequ quio iomé métr tric icoo Es el número de moléculas m oléculas de un determinado tipo que participa en una ecuación química dada en el orden en el que está escrita 9. eje ejempl mplifi ifique que de m mane anera ra pprác ráctic ticaa ccomo omo se ppued ueden en ddemo emost strar rar las 4 leye leyess de de la la es esteq tequio uiomet metría ría 10. ¿Po ¿Porqu rquéé ser seráá imp import ortant antee qu quee un iinge ngenie niero ro ppetr etrol olero ero ppued uedaa des desarr arroll ollar ar cá cálcu lculos los estequiométricos y en que áreas de la ingeniería petrolera se hacen este tipo de cálculos ? Por qué la estequiometria en un conocimiento matemático y químico y un ingeniero debe siempre tener ese tipo de conocimientos Por tal motivo tenemos que tener los conocimientos básicos y necesarios sobre dichas leyes Puede servir en las áreas de la docencia y investigación