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ÁREA: CIENCIAS NATURALES DOCENTE: EDISON FELIPE TOLE RODRIGUEZASIGNATURA: QUIMICA ESTUDIANTE:GRADO: DECIMO PERIODO: 2 GUIA: UNICA TIEMPO: PERIODO FECHA: ____/ ____ / ____PESO MOLECULAR

La masa molar (símbolo M) de una sustancia dada es una propiedad física definida como su masa por unidad de cantidad de sustancia.1 Su unidad de medida en el SI es kilogramo por mol (kg/mol o kg·mol−1). Sin embargo, por razones históricas, la masa molar es expresada casi siempre en gramos por mol (g/mol).La masa molar de los átomos de un elemento está dado por el peso atómico de cada elemento2 multiplicado por la constante de masa molar, Mu = 1×10−3 kg/mol = 1 g/mol.3 Su valor numérico coincide con el de la masa molecular, pero expresado en gramos/mol en lugar de unidades de masa atómica (u), y se diferencia de ella en que mientras la masa molecular alude una sola molécula, la masa molar corresponde a un mol (6,022×1023) de moléculas. Ejemplos:

M(H) = 1,007 97(7) u × 1 g/mol = 1,007 97(7) g/mol.M(S) = 32,065(5) u × 1 g/mol = 32,065(5) g/mol.M(Cl) = 35,453(2) u × 1 g/mol = 35,453(2) g/mol.M(Fe) = 55,845(2) u × 1 g/mol = 55,845(2) g/mol.

La multiplicación por la constante de masa molar asegura que el cálculo es dimensionalmente correcto: los pesos atómicos son cantidades adimensionales (i. e. números puros, sin unidades) mientras que las masas molares tienen asociada una unidad asociada a una magnitud física (en este caso, g/mol).Usualmente algunos elementos son encontrados en forma molecular, como el hidrógeno (H2), azufre (S8), cloro (Cl2), etc. La masa molar de las moléculas homonucleares es el número de átomos en cada molécula multiplicado por el peso atómico del elemento constante, multiplicado por la constante de masa molar (Mu). Ejemplos:

M(H2) = 2 × 1,007 97(7) u × 1 g/mol = 2,015 88(14) g/mol.M(S8) = 8 × 32,065(5) u × 1 g/mol = 256,52(4) g/mol.

MASA AATOMICA

La masa molecular (masa molecular relativa o peso fórmula), cuyo símbolo es mf, es una magnitud que indica cuántas veces la masa de una molécula de una sustancia es mayor que la unidad de masa atómica. Su valor numérico coincide con el de la masa molar, pero habitualmente expresado en unidades de masa atómica (su unidad en el SI es el kilogramo), en lugar de gramos/mol. La masa molecular alude a una sola molécula, mientras que la masa molar corresponde a un mol (NA = 6,022 · 1023) de moléculas

La Composición Porcentual:

La Composición Porcentual es una medida de la cantidad de masa que ocupa un elemento en un compuesto. Se mide en porcentaje de masa.

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La Composición Porcentual de un elemento en una molécula se calcula a partir del peso molecular y viene determinada por la siguiente fórmula:  

Composición Porcentual =

   Peso atómico · nº átomos en la molécula ·

100  Peso molecular

Ejemplos de Composición Porcentual:Ejemplo 1: Calcular la composición porcentual del H y O en el agua (H2O) si el peso molecular del agua es 18 y los pesos atómicos del H y del O son 1 y 16 respectivamente:

Composición Porcentual del H =

 1 · 2 ·100 = 11,11% de

Hidrógeno18Composición Porcentual d

el O = 16 · 1 ·100 = 88,88% de

Oxígeno18.Ejemplo 2: Calcular la composición porcentual del H, S y O en el ácido sulfúrico (H2SO4) si su peso molecular es 98 y los pesos atómicos del H, S y del O son 1, 32 y 16 respectivamente:

Composición Porcentual del H =

 1 · 2 = 2 % de

Hidrógeno 98Composición Porcentual

del S = 32 · 1 = 32,6% de

Azufre98Composición Porcentual

del O = 16 · 4 = 65,3% de

Oxígeno98

Verificamos que la suma da 100%: 2 + 32,6 + 65,3 = 99,9 ≈ 100%

Ejemplo 3: Calcular la composición porcentual del C y H en el etano (CH3-CH3) si su peso molecular es 30 y los pesos atómicos del C y H son 12 y 1 respectivamente.

Composición Centesimal del C =

12 · 2 ·100 = 80% de

Carbono30Composición Centesimal

del H = 1 · 6 ·100 = 20% de

Hidrógeno30

Ejemplo 4: Calcular la composición porcentual del K, N y O en el nitrato potásico (KNO3) si su peso molecular es 101,1 y los pesos atómicos del K, N y O son 39,1 y 16 respectivamente.

Composición Centesimal del K =

39,1 · 1 ·100 = 38,67% de

Potasio101,1

Composición Centesimal del N =

 14 · 1 ·100 = 13,85% de

Nitrógeno101,1

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Composición Centesimal del O =

16 · 3 ·100 = 47,48%

de C101,1

Verificamos que la suma da 100%: 38,67 + 13,85 + 47,48 = 100%

Ejercicios de Composición Porcentual:

Ejercicio 1: Calcular la composición porcentual del azufre y del oxígeno en el dióxido de azufre (SO2) si los pesos atómicos del S y O son 32,1 y 16 respectivamente.

Ejercicio 2: Calcular la composición porcentual del hidrógeno y del oxígeno en el agua oxigenada (H2O2) si los pesos atómicos del H y O son 1 y 16 respectivamente.

Ejercicio 3: Calcular la composición porcentual del hidrógeno y del oxígeno en el agua oxigenada (C6H6) si los pesos atómicos del C y H son 12 y 1 respectivamente

Formulación:

Una Fórmula Química es la representación escrita y abreviada que identifica una sustancia particular y describe su composición.

Las Fórmulas Químicas se pueden utilizar no solo para compuestos sino también para representar iones.

Tipos de Fórmulas Químicas: 

Existen diferentes tipos de Fórmulas Químicas:

Fórmula Molecular o Condensada: está formada por símbolos de elementos y subíndices numéricos que indican cuántos atomos de esos elementos constituyen la molécula.o Trióxido de azufre: SO3 → indica que en cada molécula hay 1 átomo de azufre y 3 de oxígenoo Ácido sulfúrico: H2SO4 → 2 átomos de hidrógeno, 1 de azufre y 4 de oxígeno por molécula Fórmula Empírica o Fórmula Mínima: indica los elementos que forman una sustancia y la proporción en que se encuentran. Es igual a la Fórmula Molecular pero simplificada. Se suele emplear para representar sustancias que realmente no forman moléculas como son los compuestos iónicos. Es la fórmula más simple.o Cloruro sódico: NaCl → indica que la sustancia está formada por sodio y cloro en proporción 1 a 1o Peróxido de hidrógeno: HO → hidrógeno y oxígeno en proporción 1 a 1 (fórmula molecular: H2O2) Fórmula Semidesarrollada: se emplea en química orgánica y representa los enlaces carbono-carbono mientras que los enlaces de hidrógeno no.o Etano: CH3-CH3

o Propano: CH3-CH2-CH3

o Butano: CH3-CH2-CH2-CH3

Fórmula Desarrollada, Estructural o Esqueletal: es una representación gráfica en la que aparecen todos los enlaces de la molécula.

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Fórmula Desarrollada del 1-Propanol

Fórmula de Lewis o Diagramas de Lewis: es una representación gráfica que indica los pares de electrones de los enlaces y los pares solitarios. Los electrones que no participan en los enlaces también se pueden representar por barras.

Ejemplos de Estructura de Lewis de diferentes elementos y compuestos

Estructuras Tridimensionales: existen diferentes formas de representar gráficamente determinados compuestoso Estructura de Fishero Estructura de Newmano Estructura de Harwortho Modelos MolecularesEjemplos de Fórmulas Químicas: 

Peróxido de Hidrógeno:o Fórmula Molecular → H2O2

o Fórmula Empírica → HOo Fórmula Semidesarrollada → HO-OH Etano:o Fórmula Molecular → C2H6

o Fórmula Empírica → CH3

o Fórmula Semidesarrollada → CH3-CH3

Agua:o Fórmula Molecular → H2Oo Fórmula Empírica → H2Oo Fórmula Semidesarrollada → H-O-H Hidrógeno (molecular):o Fórmula Molecular → H2

o Fórmula Empírica → H2

o Fórmula Semidesarrollada → H-H Benceno:

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o Fórmula Molecular → C6H6

o Fórmula Empírica → CHo

Ecuación Química. Es una forma esquemática y sencilla de expresar, mediante símbolos y fórmulas, los cambios ocurridos en el transcurso de una reacción.

Partes de una ecuación química

Sustancias reaccionantes o reactivosSon las sustancias que reaccionan. Están colocadas antes de la flecha o el signo igual a.

Sustancias productosSon las sustancias que se forman. Están colocadas después de la flecha o el signo igual a (=). Los científicos suelen representar las reacciones químicas mediante símbolos y fórmulas de las sustancias que intervienen y se producen.

El símbolo "+" : entre las sustancias reaccionantes se lee como "reacciona con", entre las sustancias productos se lee como "y".

La flecha o el signo igual a: separa a las sustancias reaccionantes de las sustancias productos. Se lee "produce".

Un triángulo sobre la flecha o el signo igual a: significa "calor". Los reactivos deben calentarse para que la reacción se efectúe.

Algunas veces, la ecuación muestra el estado de agregación de las sustancias que participan, indicando una letra minúscula entre paréntesis, después de cada sustancia:(s): sólido (l): líquido (g): gas, para la sustancia en disolución se usa el símbolo (ac) que significa acuoso.

Coeficientes: Son los números colocados antes de cada sustancia. Indican el número de moles que reaccionan de cada reactivo y el número de moles que se forman de cada producto. Esto se hace siempre debido a la Ley de Conservación de la masa.

Se acostumbra a omitir el número 1. Esta operación se llama ajuste de la ecuación química. Nunca se debe de modificar los subíndices de las fórmulas. Siempre que esté ajustada una ecuación se coloca un signo de igualdad, si se pone una flecha no evidencia el cumplimiento de la Ley de Conservación de la masa.

Ajuste o balanceo

Ajustar o balancear una ecuación química es igualar el número y clase de partículas (átomos, moléculas o inoes) reaccionantes con los productos, con la finalidad de cumplir la Ley de Conservación de la masa.Para ajustar o balancear una ecuación química, se debe considerar lo siguiente:

Fórmula Semidesarrollada del Benceno

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Conocer las sustancias reaccionantes y productos. Revisar que la ecuación esté completa y escrita correctamente. Verificar si la ecuación se encuentra ya ajustada. Los subíndices indican la cantidad del átomo indicado en la molécula. Los coeficientes afectan a toda la sustancia que preceden. Se comienza ajustar por el elemento metálico, luego el no metal(excepto Oxígeno e

Hidrógeno. El Hidrógeno y el Oxígeno se equilibran al final y en ese orden, porque generalmente

forman agua (sustancia de relleno). Esto no altera la ecuación, porque toda reacción se realiza en solución acuosa o produce sustancias que contienen agua de cristalización.

Usar números enteros y los menores posibles para balancear. Escribir el número como coeficiente de la fórmula pertinente; cuando el coeficiente

es (1) no se escribe, se sobreentiende. No se deben cambiar los subíndices de las fórmulas, ni dividir la fórmula para colocar

el coeficiente en medio de ella. Contar el número de átomos multiplicando el coeficiente por los respectivos

subíndices de las fórmulas y sumando todos los átomos de un elemento que estén de un mismo lado de la ecuación.

Verificar el balanceo final y reajustar, si es necesario.

Métodos para ajustar (Balancear) Ecuaciones

Existen diferentes métodos que se utilizan según convengan, de acuerdo al tipo de reacción, las cuales pueden ocurrir:

Sin cambio de estados de oxidación en ningún elemento reaccionante:o Ensayo y Error o Tanteo.o Mínimo Común Múltiplo.o Coeficientes Indeterminados o Algebraico.

Algunos elementos cambian su valencia:o Redox.o Ion Electrón o Semirreacción: En medio ácido y básico.

Ajuste por TanteoComo su nombre lo indica, es una manera de ajustar una ecuación química buscando por tanteo. Se emplea para balancear ecuaciones sencillas. Se realiza al "cálculo" tratando de igualar ambos miembros. Para ello utilizaremos el siguiente ejemplo:Ajustar la ecuación: Al(OH)3(ac) + H2SO4(ac) = Al2(SO4)3(ac)+ H2O

1. Ajustamos el metal aluminio2. Seguimos con el no metal azufre3. Continuamos con el hidrógeno y el oxígeno

Ecuación ajustada: 2Al(OH)3(ac) + 3H2SO4(ac) = Al2(SO4)3(ac) + 6H2O

Interpretación de una ecuación química

Existen dos puntos de vista o criterios a la hora de interpretar una ecuación química. Estas interpretaciones reciben el nombre de Cualtativa y Cuantitativa.

Cualitativa

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Desde el punto de vista cualitativo, expresan la naturaleza de las sustancias que reaccionan y se producen.

CuantitativaDesde el punto de vista cuantitativo, expresan la relación entre el número de partículas (átomos, moléculas, iones) que intervienen en una reacción químicaEcuaciones Químicas. Concepto, Ajuste Y TiposGran parte de los procesos que tienen lugar en la vida cotidiana, tal como la oxidación del hierro en condiciones de libre exposición, la luminosidad que desprende una cinta de magnesio durante la combustión, la combustión del butano, la fabricación del jabón, etc., no son más que reacciones químicas, esto es, transformaciones de una sustancia en otra, con propiedades completamente diferentes. Ante ellas, los científicos se preguntan en qué consisten, cuáles son sus causas y consecuencias y cómo pueden modificarlos para adaptarlos a sus necesidades y obtener ventajas que mejoren nuestra vida.Concepto de ecuación químicaUna reacción química es cualquier proceso en el que, por lo menos, los átomos, las moléculas o los iones de una sustancia se transforman en átomos, moléculas o iones de otra sustancia química distinta. Las reacciones químicas se escriben de forma simplificada mediante ecuaciones químicas.En las reacciones químicas se cumple la ley de conservación de la masa, teniendo lugar una reordenación de los átomos, pero no su creación ni su destrucción. El reordenamiento de los átomos en la molécula da lugar a una sustancia distinta.Las sustancias que se transforman o modifican en una reacción se llaman reaccionantes, reactivos o reactantes. Las sustancias nuevas que se originan en una reacción química se llaman productos.Una de las reacciones químicas más usuales es la combustión del gas natural (mezcla de sustancias donde el metano, CH4, es el compuesto principal), cuya ecuación es:

La ecuación está «igualada», esto es, en cada miembro de la reacción hay el mismo número de átomos de cada elemento.

Ioduro de hidrógeno.Ajuste de las ecuaciones químicasPara ajustar una ecuación química hay que seguir el orden siguiente: Primero se ajustan los átomos de los metales, teniendo prioridad los más pesados. A continuación se ajustan los no metales, teniendo también prioridad los más

pesados. Se revisa, si es necesario, el ajuste de los metales. Se comprueba el ajuste contando los átomos de hidrógeno y de oxígeno que

intervienen.Por ejemplo, para ajustar la reacción:

BaCl2 + Na2SO4  NaCl + BaSO4siguiendo el orden indicado: Se empieza por el metal Ba, que es el más pesado. Como en ambos miembros hay un

átomo de bario, no es necesario ajustarlo. Se sigue por el otro metal, el Na.Dado que en el miembro de la izquierda hay dos átomos de Na debemos poner un 2 delante del NaCl de la derecha, quedando:BaCl2 + Na2SO4  2 NaCl + BaSO4

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Se siguen ajustando los no metales: cloro y azufre. Como ambos ya están ajustados y en ambos miembros existe igual número de átomos de oxígeno, se puede considerar que la reacción ya está completamente ajustada.

Tipos de reacciones químicasHay varias clasificaciones de las reacciones químicas, de las que las más importantes son: Reacciones exotérmicas: aquellas en que se desprende calor durante la reacción:

2H2 + O2  2 H2O + 136.000 calorías Reacciones endotérmicas: aquellas en las que se absorbe calor durante la

reacción:H2 + I2 + 12.400 calorías  2HI

Reacciones de descomposición o análisis: reacciones en que una sustancia se desdobla en dos sustancias diferentes más simples:2HgO  2 Hg + O2

Reacciones de composición o de síntesis: reacciones en que dos o más sustancias se combinan para formar una nueva:H2 + 1/2 O2  H2O

Reacciones de sustitución: un elemento sustituye a otro en una molécula:Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu

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