Estequiometría
¿Qué es la Estequiometría?
Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química , mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa en la que los elementos químicos que están implicados.
Algunos conceptos que deberíamos saber...
Masa
Es la masa de un átomo, más frecuentemente expresada en unidades de masa atómica unificada , La masa atómica puede ser considerada como la masa total de protones, neutrones y electrones en un solo átomo (cuando el átomo no tiene movimiento).
Masa Molecular
La masa molecular es la suma de las masas atómicas (en ‘uma’ o simplemente ‘u’) en una molécula. En algunos textos todavía se denomina como ‘peso molecular’ a la ‘masa molecular’.
1. Para calcularla debemos saber las masas atómicas de cada uno de los elementos que intervienen en el compuesto.
2. Empezaremos por uno de los lados de la fórmula, por ejemplo el izquierdo.
3. Multiplicaremos el subíndice del elemento (cuando no existe se asume que es 1) por la masa atómica del mismo.
4. Procederemos de la misma forma con todos los elementos.
5. Sumaremos los resultados de todas las multiplicaciones y de esta forma tendremos la masa molecular expresada en unidades de masa atómica (‘uma’ o ‘u’).
Mol
Es la cantidad de materia que tiene tantos objetos como el número de átomos que hay en exactamente en 12 gramos de 12C.
Reacciones químicas: es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.
Reacción Química
Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.
Tipos de reacciones químicas
La reacción química de síntesis
También conocida como reacción de combinación o adición, es un tipo de reacción en la que dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto. La representación general de una reacción de síntesis es la siguiente:
A + B → AB
Donde "A" y "B" son los reactivos, y "AB" es el producto formado. Esta reacción se caracteriza por tener una sola flecha que apunta hacia el producto, lo que indica que los reactivos se combinan para formar el nuevo compuesto.
Un ejemplo clásico de una reacción de síntesis es la combinación de hidrógeno y oxígeno para formar agua:
2H₂ + O₂ → 2H₂O
En este caso, dos moléculas de hidrógeno (H₂) se combinan con una molécula de oxígeno (O₂) para producir dos moléculas de agua (H₂O).
De descomposición
La reacción química de descomposición es un tipo de reacción en la cual una sustancia se descompone en dos o más productos más simples. La representación general de una reacción de descomposición es la siguiente:
AB → A + B
Donde "AB" es el reactivo original que se descompone en dos o más productos, "A" y "B".
Existen diferentes tipos de reacciones de descomposición, algunos ejemplos incluyen:
a)Descomposición térmica: En esta reacción, una sustancia se descompone debido al calor aplicado. Por ejemplo:
2H₂O (agua) → 2H₂ (hidrógeno) + O₂ (oxígeno)
B)Descomposición eléctrica o electrolítica: Ocurre cuando una sustancia se descompone mediante la aplicación de una corriente eléctrica. Un ejemplo común es la electrólisis del agua:
2H₂O (agua) → 2H₂ (hidrógeno) + O₂ (oxígeno)
c)Descomposición química: Es aquella donde una sustancia se descompone en sus componentes mediante la reacción con otro reactivo. Por ejemplo:
CaCO₃ (carbonato de calcio) → CaO (óxido de calcio) + CO₂ (dióxido de carbono)
Las reacciones de descomposición son fundamentales en la química, y pueden ser tanto endotérmicas (requieren absorción de energía) como exotérmicas (liberan energía). Estas reacciones son de gran importancia tanto en la naturaleza como en la industria, ya que permiten la formación y degradación de diversas sustancias.
Sustitución o desplazamiento
En general se presenta cuando un elemento químico más activo o mas reactivo desplaza a otro elemento menos reactivo que se encuentra formando parte de un compuesto; el elemento que ha sido desplazado queda en forma libre.
En el caso de los metales, los más activos son los metales alcalinos y metales alcalinos térreos.
En el caso de los no metales, los mas reactivos son algunos halógenos : Fl2 , Cl2 , Br2; además del oxígeno y el fósforo.
De oxidación – reducción
Las reacciones de óxido-reducción, también conocidas como reacciones redox, son un tipo de reacciones químicas en las cuales ocurre una transferencia de electrones entre las especies químicas involucradas. Estas reacciones implican cambios en los estados de oxidación de los elementos presentes en los reactivos y productos.
En toda reacción redox, se distinguen dos procesos opuestos que ocurren simultáneamente:
Oxidación: Es el proceso en el cual un átomo, ion o molécula pierde electrones, aumentando su estado de oxidación (número de oxidación). Durante la oxidación, la especie química que dona electrones se llama "agente reductor".
Reducción: Es el proceso en el cual un átomo, ion o molécula gana electrones, disminuyendo su estado de oxidación. Durante la reducción, la especie química que acepta electrones se llama "agente oxidante".
La clave para identificar las reacciones redox es observar si los estados de oxidación de los elementos cambian entre los reactivos y los productos. Un elemento que se oxida en un reactivo y se reduce en un producto indica que se trata de una reacción redox.
Un ejemplo clásico de una reacción redox es la combustión del hidrógeno (H₂) en oxígeno (O₂) para formar agua (H₂O):
2H₂ + O₂ → 2H₂O
En esta reacción, el hidrógeno se oxida, ya que pierde electrones al unirse con el oxígeno para formar agua, mientras que el oxígeno se reduce, ya que acepta los electrones cedidos por el hidrógeno.
Las reacciones redox son fundamentales en la química y la vida cotidiana, y juegan un papel importante en procesos biológicos, como la respiración celular y la fotosíntesis, así como en procesos industriales y la generación de energía.
Rendimiento teórico , real y porcentaje
El rendimiento teórico, el rendimiento real y el porcentaje de rendimiento son conceptos utilizados para evaluar el desempeño de un proceso o una reacción química en comparación con lo que se espera teóricamente.
Rendimiento teórico: Es la cantidad máxima de producto que se puede obtener en una reacción química o en un proceso, según los cálculos teóricos basados en las proporciones estequiométricas y la conservación de la masa. Es decir, es la cantidad de producto que se obtendría si la reacción ocurriera sin pérdidas y sin desviarse de las condiciones ideales.
Rendimiento real: Es la cantidad de producto que realmente se obtiene experimentalmente al realizar la reacción o el proceso en el laboratorio o en la industria. El rendimiento real siempre será igual o menor que el rendimiento teórico debido a factores como pérdidas de reactivos, reacciones secundarias, ineficiencias en el proceso, impurezas, etc.
Porcentaje de rendimiento: Es un valor adimensional que expresa la eficiencia del proceso o la reacción y se calcula comparando el rendimiento real con el rendimiento teórico. Se utiliza la siguiente fórmula:
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