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Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
Curso de Orientacioacuten y Nivelacioacuten al Estudio Universitario
en Ciencias de la Salud
Carreras
Licenciatura en Bromatologiacutea
Tecnicatura en Hemoterapia
Caacutetedra de Quiacutemica
ANtildeO 2018
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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A TRAVES DEL PLANTEL DE DOCENTES DEL AREA DE NIVELACION EN
QUIMICA SE DA LA BIENVENIDA A LOS CURSANTES CON EL DESEO
FIRME DE QUE LOS MISMOS PUEDAN SENTIRSE COMODOS EN
NUESTRA CASA DE ESTUDIOS CON LA NECESIDAD IMPERIOSA QUE
ALCANCEN UN NIVEL ACORDE AL SISTEMA UNIVERSITARIO QUE
PERMITA EL ENTENDIMIENTO Y FORME ALUMNOS CON AUTONOMIA
EN SUS ESTUDIOS QUE SEA PRODUCTO DE LA EXCELENCIA DOCENTE
Y DEL APOYO INTRUCTIVO DE LA ASIGNATURA
Coordinacioacuten Bioq Coacuterdoba Leticia Dra Salcedo Cecilia
Docentes
AHUMADA EDGAR
BLAMEY SARA
BRIZUELA DE MORAL MARTIN
CARRIZO DANIELA
DE LA ROSA PATRICIA
FEDELI CAROLINA
JIMENEZ LORENA
LARCHER BERTA
LUNA AGUIRRE LILIA
LUNA M CELIA
MEDINA RITA
MOLINA M SOL
MOYANO PATRICIA
MELO GONZALEZ M GABRIELA
NIETO SONIA
NOTARFRANCESCO MARIO
PICCCOLO LILIANA
PORCU ESTELA
ROLDAN LUIS
ZELARAYAN FROGEL M EUGENIA
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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UNIDAD Ndeg I INTRODUCCIOacuteN AL ESTUDIO DE LA QUIacuteMICA
Quiacutemica Concepto y clasificacioacuten Materia propiedades intensivas y extensivas Estado de agregacioacuten de la materia Fenoacutemenos fiacutesicos y quiacutemicos Cambios de estado Cuerpo y sustancia propiedades y clasificacioacuten Moleacutecula y aacutetomo Energiacutea masa y peso (diferencias) Sistemas materiales abiertos cerrados y aislados Clasificacioacuten homogeacuteneos y heterogeacuteneos Sistemas dispersos y sistemas coloidales Unidades de medida Temperatura definicioacuten y escalas QUIacuteMICA CONCEPTO Y CLASIFICACIOacuteN
La Quiacutemica estudia la materia su estructura molecular y atoacutemica sus
propiedades y reacciones y las leyes que rigen estas reacciones
En Quiacutemica se elaboran modelos como analogiacutea de la realidad porque
no se puede ver las sustancias microscoacutepicas
La quiacutemica utiliza principalmente los meacutetodos de Observacioacuten y
Experimentacioacuten Es por ello que a la quiacutemica se la considera una
ciencia experimental
MATERIA es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio
CUERPO es una porcioacuten limitada de materia
SUSTANCIA cada una de las clases particulares de materia es una sustancia
Son sustancias el azufre el azuacutecar el algodoacuten el alcohol Las caracteriacutesticas
especiales que muestran y distinguen a cada una de ellas son las propiedades
de esa sustancia Es lo que posee en comuacuten toda materia que tiene iguales
propiedades intensivas especiacuteficas o constantes fiacutesicas
PESO DE LOS CUERPOS es la fuerza con que el cuerpo es atraiacutedo hacia el
centro de la tierra
El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador al Polo
El peso disminuye a medida que el cuerpo se aleja de la tierra Hasta
llegar a anularse (zona gravitacional)
MASA DE LOS CUERPOS si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza el cuerpo
adquiere una aceleracioacuten El cociente entre la fuerza que actuacutea sobre el cuerpo
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y la aceleracioacuten que eacuteste adquiere es una constante (en cualquier latitud y
lugar) denominada masa del cuerpo
( )
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la
mida
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en
sus relaciones presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los
Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no
afecta a su composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a
calentar y enfriar Transformacioacuten agua ndashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta
su estructura molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad
que puede ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o
determinada por mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten
diferenciar o identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
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a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad
calor especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las
sustancias cuando se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten
reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas si dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICA MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell
Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al
existir entre ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en
contra de las de repulsioacuten originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas
e intensas cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER
WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de
las fuerzas de atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos
caracteriacutesticos de la materia que se detallan a continuacioacuten
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ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO
ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma propia pero siacute volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Sus moleacuteculas no se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad necesitando espacios grandes con respecto a su propio volumen Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero se halla asociado a una forma cristalina definida
Tiene superficie plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su volumen cambia poco con la presioacuten
Se comprimen con dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas predominan las fuerzas de atraccioacuten fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de repulsioacuten y de atraccioacuten se hallan en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las fuerzas de repulsioacuten Las fuerzas de Van der Waals son despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A
una determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de
atraccioacuten disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo
hierro etc
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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2
A TRAVES DEL PLANTEL DE DOCENTES DEL AREA DE NIVELACION EN
QUIMICA SE DA LA BIENVENIDA A LOS CURSANTES CON EL DESEO
FIRME DE QUE LOS MISMOS PUEDAN SENTIRSE COMODOS EN
NUESTRA CASA DE ESTUDIOS CON LA NECESIDAD IMPERIOSA QUE
ALCANCEN UN NIVEL ACORDE AL SISTEMA UNIVERSITARIO QUE
PERMITA EL ENTENDIMIENTO Y FORME ALUMNOS CON AUTONOMIA
EN SUS ESTUDIOS QUE SEA PRODUCTO DE LA EXCELENCIA DOCENTE
Y DEL APOYO INTRUCTIVO DE LA ASIGNATURA
Coordinacioacuten Bioq Coacuterdoba Leticia Dra Salcedo Cecilia
Docentes
AHUMADA EDGAR
BLAMEY SARA
BRIZUELA DE MORAL MARTIN
CARRIZO DANIELA
DE LA ROSA PATRICIA
FEDELI CAROLINA
JIMENEZ LORENA
LARCHER BERTA
LUNA AGUIRRE LILIA
LUNA M CELIA
MEDINA RITA
MOLINA M SOL
MOYANO PATRICIA
MELO GONZALEZ M GABRIELA
NIETO SONIA
NOTARFRANCESCO MARIO
PICCCOLO LILIANA
PORCU ESTELA
ROLDAN LUIS
ZELARAYAN FROGEL M EUGENIA
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UNIDAD Ndeg I INTRODUCCIOacuteN AL ESTUDIO DE LA QUIacuteMICA
Quiacutemica Concepto y clasificacioacuten Materia propiedades intensivas y extensivas Estado de agregacioacuten de la materia Fenoacutemenos fiacutesicos y quiacutemicos Cambios de estado Cuerpo y sustancia propiedades y clasificacioacuten Moleacutecula y aacutetomo Energiacutea masa y peso (diferencias) Sistemas materiales abiertos cerrados y aislados Clasificacioacuten homogeacuteneos y heterogeacuteneos Sistemas dispersos y sistemas coloidales Unidades de medida Temperatura definicioacuten y escalas QUIacuteMICA CONCEPTO Y CLASIFICACIOacuteN
La Quiacutemica estudia la materia su estructura molecular y atoacutemica sus
propiedades y reacciones y las leyes que rigen estas reacciones
En Quiacutemica se elaboran modelos como analogiacutea de la realidad porque
no se puede ver las sustancias microscoacutepicas
La quiacutemica utiliza principalmente los meacutetodos de Observacioacuten y
Experimentacioacuten Es por ello que a la quiacutemica se la considera una
ciencia experimental
MATERIA es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio
CUERPO es una porcioacuten limitada de materia
SUSTANCIA cada una de las clases particulares de materia es una sustancia
Son sustancias el azufre el azuacutecar el algodoacuten el alcohol Las caracteriacutesticas
especiales que muestran y distinguen a cada una de ellas son las propiedades
de esa sustancia Es lo que posee en comuacuten toda materia que tiene iguales
propiedades intensivas especiacuteficas o constantes fiacutesicas
PESO DE LOS CUERPOS es la fuerza con que el cuerpo es atraiacutedo hacia el
centro de la tierra
El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador al Polo
El peso disminuye a medida que el cuerpo se aleja de la tierra Hasta
llegar a anularse (zona gravitacional)
MASA DE LOS CUERPOS si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza el cuerpo
adquiere una aceleracioacuten El cociente entre la fuerza que actuacutea sobre el cuerpo
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y la aceleracioacuten que eacuteste adquiere es una constante (en cualquier latitud y
lugar) denominada masa del cuerpo
( )
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la
mida
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en
sus relaciones presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los
Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no
afecta a su composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a
calentar y enfriar Transformacioacuten agua ndashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta
su estructura molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad
que puede ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o
determinada por mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten
diferenciar o identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
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a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad
calor especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las
sustancias cuando se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten
reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas si dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICA MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell
Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al
existir entre ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en
contra de las de repulsioacuten originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas
e intensas cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER
WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de
las fuerzas de atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos
caracteriacutesticos de la materia que se detallan a continuacioacuten
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ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO
ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma propia pero siacute volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Sus moleacuteculas no se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad necesitando espacios grandes con respecto a su propio volumen Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero se halla asociado a una forma cristalina definida
Tiene superficie plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su volumen cambia poco con la presioacuten
Se comprimen con dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas predominan las fuerzas de atraccioacuten fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de repulsioacuten y de atraccioacuten se hallan en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las fuerzas de repulsioacuten Las fuerzas de Van der Waals son despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A
una determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de
atraccioacuten disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo
hierro etc
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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33
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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3
UNIDAD Ndeg I INTRODUCCIOacuteN AL ESTUDIO DE LA QUIacuteMICA
Quiacutemica Concepto y clasificacioacuten Materia propiedades intensivas y extensivas Estado de agregacioacuten de la materia Fenoacutemenos fiacutesicos y quiacutemicos Cambios de estado Cuerpo y sustancia propiedades y clasificacioacuten Moleacutecula y aacutetomo Energiacutea masa y peso (diferencias) Sistemas materiales abiertos cerrados y aislados Clasificacioacuten homogeacuteneos y heterogeacuteneos Sistemas dispersos y sistemas coloidales Unidades de medida Temperatura definicioacuten y escalas QUIacuteMICA CONCEPTO Y CLASIFICACIOacuteN
La Quiacutemica estudia la materia su estructura molecular y atoacutemica sus
propiedades y reacciones y las leyes que rigen estas reacciones
En Quiacutemica se elaboran modelos como analogiacutea de la realidad porque
no se puede ver las sustancias microscoacutepicas
La quiacutemica utiliza principalmente los meacutetodos de Observacioacuten y
Experimentacioacuten Es por ello que a la quiacutemica se la considera una
ciencia experimental
MATERIA es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio
CUERPO es una porcioacuten limitada de materia
SUSTANCIA cada una de las clases particulares de materia es una sustancia
Son sustancias el azufre el azuacutecar el algodoacuten el alcohol Las caracteriacutesticas
especiales que muestran y distinguen a cada una de ellas son las propiedades
de esa sustancia Es lo que posee en comuacuten toda materia que tiene iguales
propiedades intensivas especiacuteficas o constantes fiacutesicas
PESO DE LOS CUERPOS es la fuerza con que el cuerpo es atraiacutedo hacia el
centro de la tierra
El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador al Polo
El peso disminuye a medida que el cuerpo se aleja de la tierra Hasta
llegar a anularse (zona gravitacional)
MASA DE LOS CUERPOS si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza el cuerpo
adquiere una aceleracioacuten El cociente entre la fuerza que actuacutea sobre el cuerpo
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y la aceleracioacuten que eacuteste adquiere es una constante (en cualquier latitud y
lugar) denominada masa del cuerpo
( )
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la
mida
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en
sus relaciones presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los
Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no
afecta a su composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a
calentar y enfriar Transformacioacuten agua ndashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta
su estructura molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad
que puede ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o
determinada por mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten
diferenciar o identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
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a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad
calor especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las
sustancias cuando se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten
reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas si dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICA MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell
Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al
existir entre ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en
contra de las de repulsioacuten originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas
e intensas cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER
WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de
las fuerzas de atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos
caracteriacutesticos de la materia que se detallan a continuacioacuten
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ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO
ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma propia pero siacute volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Sus moleacuteculas no se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad necesitando espacios grandes con respecto a su propio volumen Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero se halla asociado a una forma cristalina definida
Tiene superficie plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su volumen cambia poco con la presioacuten
Se comprimen con dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas predominan las fuerzas de atraccioacuten fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de repulsioacuten y de atraccioacuten se hallan en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las fuerzas de repulsioacuten Las fuerzas de Van der Waals son despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A
una determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de
atraccioacuten disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo
hierro etc
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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y la aceleracioacuten que eacuteste adquiere es una constante (en cualquier latitud y
lugar) denominada masa del cuerpo
( )
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la
mida
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en
sus relaciones presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los
Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no
afecta a su composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a
calentar y enfriar Transformacioacuten agua ndashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta
su estructura molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad
que puede ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o
determinada por mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten
diferenciar o identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
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a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad
calor especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las
sustancias cuando se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten
reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas si dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICA MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell
Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al
existir entre ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en
contra de las de repulsioacuten originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas
e intensas cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER
WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de
las fuerzas de atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos
caracteriacutesticos de la materia que se detallan a continuacioacuten
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ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO
ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma propia pero siacute volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Sus moleacuteculas no se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad necesitando espacios grandes con respecto a su propio volumen Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero se halla asociado a una forma cristalina definida
Tiene superficie plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su volumen cambia poco con la presioacuten
Se comprimen con dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas predominan las fuerzas de atraccioacuten fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de repulsioacuten y de atraccioacuten se hallan en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las fuerzas de repulsioacuten Las fuerzas de Van der Waals son despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A
una determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de
atraccioacuten disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo
hierro etc
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad
calor especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las
sustancias cuando se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten
reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas si dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que
constituye el sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICA MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell
Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al
existir entre ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en
contra de las de repulsioacuten originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas
e intensas cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER
WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de
las fuerzas de atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos
caracteriacutesticos de la materia que se detallan a continuacioacuten
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ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO
ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma propia pero siacute volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Sus moleacuteculas no se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad necesitando espacios grandes con respecto a su propio volumen Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero se halla asociado a una forma cristalina definida
Tiene superficie plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su volumen cambia poco con la presioacuten
Se comprimen con dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas predominan las fuerzas de atraccioacuten fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de repulsioacuten y de atraccioacuten se hallan en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las fuerzas de repulsioacuten Las fuerzas de Van der Waals son despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A
una determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de
atraccioacuten disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo
hierro etc
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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22
octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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23
periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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24
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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25
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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26
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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27
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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28
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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29
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO
ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma propia pero siacute volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Sus moleacuteculas no se hallan en estado de ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad necesitando espacios grandes con respecto a su propio volumen Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero se halla asociado a una forma cristalina definida
Tiene superficie plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su volumen cambia poco con la presioacuten
Se comprimen con dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas predominan las fuerzas de atraccioacuten fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de repulsioacuten y de atraccioacuten se hallan en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las fuerzas de repulsioacuten Las fuerzas de Van der Waals son despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A
una determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de
atraccioacuten disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo
hierro etc
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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33
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura
permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por
disminucioacuten de la temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-
AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de
evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna
las maacutes proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de
menor intensidad que las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado
liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que
posee la masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se
produce la evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al
estado de vapor o de gas que se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez
con que se efectuacutea la evaporacioacuten depende de varios factores La naturaleza
del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se denominan volaacutetiles (sulfuro de
carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud Ej Agua
mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad
de evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es
proporcional a la diferencia entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas
de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)La circulacioacuten de una
corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes raacutepidamente con
el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas
adquieren energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El
pasaje del vapor se produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la
superficie Estas porciones gaseosas ascienden a la superficie formando
burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno
y en la superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten
que le es propia y lo caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten
de un liacutequido la temperatura de sus vapores permanece constante La presioacuten
que soporta el liacutequido modifica su temperatura de ebullicioacuten Si la presioacuten que
soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es menor de 1 atm
(76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la presioacuten
es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o
compresioacuten pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2
para pasar al estado liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego
comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible
licuar a ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin
pasar por el estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado
gaseoso al soacutelido sin pasar por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten
Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si un soacutelido volatiliza sus vapores
pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y
la presioacuten de una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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23
periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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24
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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25
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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33
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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40
Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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(soacutelido liacutequido o gaseoso) a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio
de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o
imaginariamente para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de
partes de un cuerpo o una porcioacuten de universo que aislamos
convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas
propiedades intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades
intensivas de varias porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute
comprobar que las propiedades intensivas de todas las porciones son iguales
ldquoSe considera que el sistema agua salada es un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se
lo observa a simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de
ebullicioacuten de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para
cualquier porcioacuten de agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio
(sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2
de sus puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta
comprobaremos que no posee homogeneidad ya que puede discriminarse a
simple vista entre la zona ocupada por un liacutequido y la que ocupa el otro Esta
disposicioacuten demuestra que las densidades son distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma
gradual y continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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semejantes pero si se analizan porciones muy separadas unas de otras se
exhiben propiedades diferentes Ej atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema
heterogeacuteneo Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas
heterogeacuteneos por superficies llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos
no presentan interfases bien determinadas Las fases pueden presentar
cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten separadas entre siacute por superficies
netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen
formar parte de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar
Para ello se emplean diversos meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del
estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena
y sal Si se antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con
filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema
heterogeacuteneo estaacute formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente
tamantildeo Ej para separar la arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla
metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo quedan sobre el tamiz y las maacutes
pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas
de distinta densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace
pasar sobre el sistema una corriente de agua que arrastra el componente maacutes
liviano (arena) y deja el maacutes pesado (oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos
de distinta densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el
sistema en un liacutequido de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana
flota y la pesada se deposita en el fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como
talco en agua El material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena
carboacuten en polvo amianto algodoacuten
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por
liacutequidos no miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y
nafta Si se deja el sistema en reposo por diferencia de densidad se separan
ambas fases la nafta sobrenada y el agua se deposita en el fondo En los
laboratorios se emplean recipientes especiales denominados ampollas o
embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que ocupa la
posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La
decantacioacuten se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un
liacutequido tal como arena en agua por diferencia de densidad la arena se
deposita en el fondo luego se inclina el recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten
sometiendo el sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las
fases permite la separacioacuten de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado
solvente mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede
ser separado introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de
agitar el sistema para permitir la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten
separaacutendose asiacute la arena del agua salada A su vez se separa el agua de la
sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre
en el caso de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por
efecto del calor y se convierte en vapor adoptando luego nuevamente el
estado soacutelido al tomar contacto con una superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por
una sola sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o
constantes Resisten procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan
formadas por maacutes de una sustancia por lo que pueden separarse en
fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos Ej destilacioacuten
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo
en dos o maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
(SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas
en eacutel Asiacute es posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten
es llevada a una temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de
la sal disuelta en ella Al condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente
agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que
tengan puntos de ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos
llamados columnas rectificadoras o deflagmadores permiten una separacioacuten
definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido
siempre que aquel tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del
disolvente se separa el soacutelido cristalino Es posible obtener sal a partir del agua
salada dejando simplemente que el agua se evapore
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual
varios solutos en contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se
reparten entre ellos Esta distribucioacuten se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad
de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
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En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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33
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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13
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto)
existen casos posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante (Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN POLVO
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos
se clasifican en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a
500000 Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores
a 500000 Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o
dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas
Homogeacuteneo y Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y
0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones
menores a 0001 μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo
La Energiacutea puede manifestarse de diferentes maneras en forma de
movimiento (cineacutetica) de posicioacuten (potencial) de calor de electricidad de
radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el proceso En nuestra
asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en las
reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como
tambieacuten la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Formas de energiacutea Indique el tipo para cada uno de los siacutembolos
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para
medirla se utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de
la temperatura ha pasado por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario
darle un valor numeacuterico a una idea intuitiva como es el friacuteo o el calor Los
termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que
dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor
laquocero kelvinraquo (0 K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado
igual al del grado Celsius Sin embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de
otras escalas de temperatura es comuacuten La escala maacutes extendida es la
escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor medida y
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde
a 1100 entre el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1
atmoacutesfera de presioacuten Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define
como 59 de 1ordmC Antiguamente el 100ordmF correspondiacutea a la temperatura media
del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten meacutedica de su creador) Asiacute alguien
tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de
referencia poco precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que
actualmente la escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente
conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente
conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
es K
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y covalente ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al
aacutetomo como una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas
pocas partiacuteculas con carga negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado
de electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la
mitad de la masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados
valores de energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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con la distancia de su orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban
en torno al nuacutecleo a determinadas distancias en oacuterbitas cuantizadas que
correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben
ni emiten energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se
encuentra en su estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo
recibe un impulso energeacutetico externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede
saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir de mayor energiacutea el aacutetomo que
contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el nombre de ldquoAacutetomo
Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten ldquoSaltardquo
hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es
proporcional a la radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante
ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no
giran en torno al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se
desplazan alrededor del nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas
energiacuteas Este modelo resulta ser el maacutes exacto los fiacutesicos emplean
ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la regioacuten del espacio
en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten
debido a la enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola
probabilidad de hallarlo en una zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De
acuerdo con este razonamiento el electroacuten se mueve alrededor del nuacutecleo de
manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga negativa cuya
densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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40
Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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nuacutecleo donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten es
entonces no ocupa una oacuterbita sino un orbital
ORBITA significa trayectoria tambieacuten se utilizoacute el teacutermino capa que se aplica
como sinoacutenimo0 de nivel energeacutetico
ORBITAL es una zona tridimensional (espacial) ubicada alrededor del nuacutecleo y
asociada a un determinado nivel de energiacutea donde puede hallarse el electroacuten
ATOMO es la menor porcioacuten de materia capaz de combinarse
MOLECULA conjunto neutro de aacutetomos que se comportan como una unidad
MOLECULAS SIMPLES aacutetomos iguales
Monoatoacutemicas atomicidad 1 Metales a altas temperaturas y gases nobles Fe Cu Na Ar Xe
Biatoacutemicas 2 aacutetomos Gases simples O2 H2 N2
Poliatoacutemicas maacutes de dos aacutetomos
COMPUESTA aacutetomos diferentes
Ejemplo H2O
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado
libre conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de
aacutetomos que se comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material
didaacutectico para cualquier estudiante maacutes aun para estudiantes de quiacutemica
medicina e ingenieriacutea De la tabla perioacutedica se obtiene informacioacuten necesaria
del elemento quiacutemico en cuanto se refiere a su estructura interna y
propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
La tabla perioacutedica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como base su estructura
atoacutemica
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no
metales Hay maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos
elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral El
estudiante debe conocer ambas clases sus propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por ejemplo familiarizarse
con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos no en
forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese
modo aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos
quiacutemicos que es parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron unos 20 nuevos
elementos A medida que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba
resultaron evidentes las semejanzas fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos
Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio de las propiedades de los
elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus propiedades
semejantes en base a una ley natural
En busca de esta ley natural muchos quiacutemicos lograron ordenar los elementos
pero recieacuten en 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea
la clasificacioacuten moderna las propiedades de los elementos son funciones
perioacutedicas de sus nuacutemeros atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos consistentes y dignos
de confianza y
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e
igual nuacutemero de electrones que giran a su alrededor
1 Las Triadas de Johan Dobereiner (1817)
El quiacutemico alemaacuten Johan Dobereiner (1780 - 1849) agrupa los elementos hasta
entonces conocidos en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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elementos que pertenecen a una triada poseen propiedades quiacutemicas
semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso atoacutemico (PA)
aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se
descartoacute de esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos
que no cumpliacutean con las triadas
2 Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862)
Geoacutelogo franceacutes propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en
forma de heacutelice que llamoacute Caracol Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con
un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue colocando los elementos en
funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la liacutenea vertical
(generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
3 Ley de Las Octavas de John Newlands (1864)
El quiacutemico ingleacutes John Alexander Reina Newlands (1838 ndash 1898) ordenoacute los
elementos quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos
cada uno en funcioacuten creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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octavo elemento teniacutea propiedades semejantes al primer elemento del grupo
anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de las Octavas
Esta forma de clasificacioacuten fue ridiculizada por sus contemporaacuteneos en la Royal
Chemical Society de tal modo que se negaron a publicar su trabajo debido a
que dicho ordenamiento no cumpliacutea con la semejanza en propiedades para
elementos con pesos atoacutemicos altos Sin embargo 23 antildeos despueacutes a
Newlands se le otorgoacute el maacuteximo reconocimiento de la Royal Chemical Society
debido a esta importante contribucioacuten al desarrollo de la ley perioacutedica de los
elementos quiacutemicos
4 Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
Se denomina tabla perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la
variacioacuten perioacutedica de las propiedades de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en
funcioacuten creciente a su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos
del grupo III tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo
era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute
por ejemplo forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean
igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su
nuacutemero atoacutemico (Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la
carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura
y Aplicada (IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento
Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109)
pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos
elementos difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en
su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y
termina con un gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el
periodo maacutes largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos
elementos presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que
forman familias de elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
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Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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31
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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33
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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24
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones
externos o electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus
propiedades dependen de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia
variacutean de manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento
representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de
electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo
se debe a que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a
su vez el nuacutemero de grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de
mayor energiacutea relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia
se encuentran en orbitales ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo
tanto sus propiedades quiacutemicas dependen de estos orbitales
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25
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito
entre elementos metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases
fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes
acentuado su tendencia a formar aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia
variacutean en forma irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos
del grupo I B (Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y
Mo) no cumplen la distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute
oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los
elementos de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor
energiacutea relativa en orbitales ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les
denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya abundancia en la naturaleza es muy
escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados
con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio
(Z=71) poseen propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio
(Z=103) poseen propiedades semejantes al actinio
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace
interatoacutemico) para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos
metaacutelicos o covalentes) y moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los
estados condensados de la materia (soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de
naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica) predominante fuerza
eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces
quiacutemicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute
lograr una condicioacuten de mayor estabilidad En el caso de los aacutetomos la
estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
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La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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27
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace
(energiacutea de disociacioacuten)
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los
electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos)
mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del
elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
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REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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28
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2)
notoacute que cada aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la
estructura electroacutenica del gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los
demaacutes aacutetomos que comparten electrones al formar enlace quiacutemico llegan a
adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no
hay que sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas
excepciones las trataremos posteriormente
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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40
Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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42
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o
foacutermulas que se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos
quiacutemicos Actualmente la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y
Aplicada (en ingleacutes International Union of Pure and Applied Chemistry) es la
maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica la cual se encarga de
establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos
elementos pueden ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos
presenta maacutes de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de
sodio en este ejemplo (IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las
valencias con que actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la
terminacioacuten oso e ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con
un no metal
Con metales ej Na2O2
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la
palabra hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL
AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua
Son aacutecidos oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido
baacutesico con el agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre
del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
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FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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31
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto
queda con una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de
aacutetomos en nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos
forma compuestos con propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical
Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal
tantos radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio
Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro
Hidroacutexido (III)
Caracteres de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica
incolora de fenolftaleiacutena se vuelve roja
O
H
Na
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE
HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando
que en la foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias
tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula
de Na2O con una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de
otros metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio
Estos dos aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
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33
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua
Se denominan OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales
(fluacuteor cloro bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA
ANHIacuteDRIDO POR ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE
IGUALAN ASI Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL
METAL Y AL FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno
seguacuten datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14
veces mayor que la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le
asignamos un valor igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la
masa del aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA
DOCEAVA PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA
CANTIDAD SE DENOMINA UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE
ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa atoacutemica Relativa (A) de un
elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor la masa de un
aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de
Carbono 12 La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de
comparacioacuten la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar
como unidad la doceava parte de la masa de 12C son nuacutemeros praacutecticamente
iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16 la del H 1008 y la
del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee una
masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112
parte del aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de
veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una
cantidad expresada en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es
monoatoacutemica 112 parte de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea
(UMA)Entonces masa molecular relativa (M) de una sustancia es el nuacutemero
que expresa cuantas veces es mayor la masa de una moleacutecula de una
sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
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Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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41
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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36
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina
sumando las masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos
constituyen la moleacutecula de esa sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o
de agua es una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir
indistintamente al peso de la arena a su volumen o a su masa Actualmente la
cantidad de materia es una magnitud diferente de la masa de la materia La
cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas (por ahora aacutetomos y
moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone
designar al MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales
como aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas
elementales que pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
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CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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40
Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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42
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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37
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
El nuacutemero de moles es igual (igual cantidad de materia) pero al ser las masas
de los aacutetomos de cada MOL diferentes las masas de la misma cantidad de
materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia
cualquiera sea el lugar donde se la determine
2) ldquoNrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg
cualquiera que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que
variaraacute seguacuten la latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas
relativas de los mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un
elemento medida en gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa
atoacutemica relativa Ejemplo
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La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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47
100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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38
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de
moleacuteculas de sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un
nuacutemero igual a su masa molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono)
44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H Posee 602 x 1023
aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un
gas por la densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de
moleacuteculas del gas o sea el volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
GAS
DENSIDAD (gcm3)
M (g) V = M d
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO
1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
D =Mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N
O en (CNTP) hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de
moleacuteculas de cualquier sustancia en estado gaseoso en condiciones normales
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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40
Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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41
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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42
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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de temperatura y presioacuten (0degC 760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224
litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el
nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17
protones pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el
nuacutemero de neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado
exclusivamente por el ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas
resultan nuacutemeros fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es
ligeramente diferente cuando se consideran distinto patrones de unidad (masa
del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del aacutetomo de O2 Si cada elemento
tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea precisamente A (Ndeg
entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un
aacutetomo de O2 ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones
por las cuales se considera en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a
la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es que de tal modo las masa atoacutemicas de
muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual
debe fijarse cuaacutel de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya
masa atoacutemica se considera exactamente 120000 variedad maacutes estable y
abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de
diversos isoacutetopos la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente
traduce la mayor o menor abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten
centesimal del elemento) puede calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar)
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Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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41
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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42
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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44
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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40
Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y
2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias
porcentuales 754 y 246 HALLAR SU MASA ATOMICA
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el
mismo ldquoNdeg MASICOrdquo (A)
CLORO (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A)
y diferente ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
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Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
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Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas
Reaccionantes y otros llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos
experimentales se comproboacute que en estas reacciones se mantienen relaciones
de masas de y volumen que corresponden a las leyes precisas Las leyes de
las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las sustancias que
intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales
de la Quiacutemicardquo
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece
constante cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea
sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los
elementos que hay en 100 g de ese compuesto
x 100
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
42
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
43
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
44
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
45
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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46
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
47
100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
42
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y
DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la
ECUACIOacuteN QUIacuteMICA En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los
compuestos de partida los REACTIVOS y las de los compuestos obtenidos al
final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se separan por una flecha
que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido global de la
transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni
cambian su identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica
puesto que el nuacutemero y tipo de aacutetomos que forman parte de los reactivos es
igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los productos Cuando una ecuacioacuten
quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en los reactivos y en
los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este modo la
ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones
de masas voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
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43
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
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44
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
45
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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46
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la
ecuacioacuten quiacutemica son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en
conjunto expresan la conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten
que contempla la conservacioacuten de los aacutetomos se llama ECUACIOacuteN
BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente con el principio
de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las
sustancias podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas
de los reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados
por los coeficientes estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en
RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin embargo puede suceder que las
relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los reactivos no sea
estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los
reactivos en exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en
defecto se lo denomina REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite
de la cantidad de producto a obtener En el laboratorio generalmente los
reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la relacioacuten exactamente
necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en exceso y
por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto
formado estaacute determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza
Para poder sacar conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario
identificar el reactivo limitante que es el que va a determinar los liacutemites de una
reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor proporcioacuten con respecto a la
relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con
composiciones variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras
diferentes cuya unioacuten no produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un
cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
44
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
45
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
46
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
47
100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
una sola fase Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos
fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el solvente o
disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el
solvente es el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De
acuerdo al estado fiacutesico de los componentes pueden obtenerse los siguientes
tipos de soluciones
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos
sal Si revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que
la sal se disolvioacute Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato
cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado
solvente Variacutea con la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La
solubilidad de los soacutelidos en los liacutequidos es siempre limitada y depende de la
naturaleza del solvente de la naturaleza del soluto de la temperatura y muy
poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la solubilidad de una
sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la
variacioacuten de la solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solvente o cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de
solucioacuten Siempre indica una relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y
la solucioacuten
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la
cantidad relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente
Esta forma de expresioacuten soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar
es que una solucioacuten es maacutes o menos diluida o maacutes o menos concentrada que
otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que
el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega
maacutes soluto no lo disuelve si es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso
precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido el exceso queda separado del
solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa si es un gas en
un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En una
solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la
misma velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor
que la que el solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
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En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
46
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido
como es el caso del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto
en agua la solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta
con el aumento de la presioacuten En el caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten
liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el gas disuelto pero no se lo ve
justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se visualizan las
burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes
sustancia que la correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que
la solucioacuten es sobresaturada Estas soluciones sobresaturadas son inestables
pues el exceso de soluto ya sea por agitacioacuten o enfriamiento tiende a
separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten de gas en liacutequido
como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja
temperatura y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a
elevada presioacuten Es por ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten
disminuye y el exceso de soluto se separa de la solucioacuten y aparecen las
burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de
soluto y solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes
tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de
la solucioacuten o del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso
o masa en masa o mm porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de
volumen en volumen V V
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se
quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se
expresa 8 P V se quiere indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de
solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de
soluto y solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en
agua como 1100 la cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
47
100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
48
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
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100 partes de agua En cambio si decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V
V indica que hay 1ml de metanol por cada 100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
Si
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la
etiqueta ldquopara preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo
de la cantidad de concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta
concentracioacuten o molaridad M corresponde a la relacioacuten
(1)
Recuerde que
( )
(
)
( )
(
)(2)
Reemplazando (2) en (1)
( )
(
frasl )
( ) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten
conociendo la masa de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la
solucioacuten
Despejando de (3)
( ) (
frasl ) ( )
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)
Prof Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
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BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M
ldquoTemas de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos
Aires 2003 (2ordm edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio
y ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 -
1 (1ordm edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA
1977 (8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF
1999 ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El
Ateneo Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995
ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA
1977 (2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo
Editorial Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash
1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998
(5ordm Edicioacuten)