Estequiometria fun

Estequiometria

Mètode Tabular de càlcul estequiomètric a partir de les lleis

ponderals

4rt Curs de Física i Química d’ E.S.O.

Curs 2008-2009

I. Plantejament del problema

Quan anem a resoldre un exercici d’estequiometria, en primer lloc farem una llegida tranquil.la de l’enunciat per comprovar que entenem el vocabulari: identificarem els reactius i els productes, i en quin estat es presenten. Si sabem formular, clourem aquesta part amb la fórmula ajustada de la reacció.


L’àcid sulfhídric reacciona amb l’alumini, formant sulfur d’alumini més gas hidrògen.

1. ¿Quànts grams d’alumini reaccionaran amb 200 ml d’una disolució 0,4 M d’àcid sulfhídric?

2. ¿Quin volum d’hidrògen es formarà en esta reacció?

Vegam un exemple:

Heus ací els reactius










I ara, els productes





Ens diuen també que l’hidrògen és un gas (g), la qual cosa implica que un mol d’aquest ocuparà 22,4 l en condicions normals (1atm de presió i 273K de temperatura).





Pel que fa a l’àcid, ens donen concentracions, magnitud que indica que estem davant una disolució aquosa (aq).





Respecte les altres substàncies, sembla que les podem tractar com a sòlids (s).





Finalment, hem de saber formular tots els reactius i productes que apareixen a l’exercici.










Heus ací els reactius I ara, els productes


1. ¿Quànts grams d’alumini reaccionaran amb 200 ml d’una disolució 0,4 M de àcido sulfhídric?


La reacció queda d’aquesta manera:



1. ¿Quànts grams d’alumini reaccionaran amb 200 ml d’una disolució 0,4 M de àcido sulfhídric?


I, finalment, esta és la reacció ajustada



1.¿Quànts grams d’alumini reaccionaran amb 200 ml d’una disolució 0,4 M de àcido sulfhídric?

2.¿Quin volum d’hidrògen es formarà en esta reacció?

II. Elaboració de la Taula

Tot seguit passem a construir la taula a partir de la reacció química.





Com que hi han dos reactius i dos productes, la taula tindrà 4 columnes.


Veiem que la primera fila està ocupada per l’equació química.





En la segona fila anotarem els mols de cada substància.





En la segona fila anotarem els mols de cada substància.

3 mols 2 mols 1 mol 3 molsNombre de mols





Nombre de mols 3 mols 2 mols 1 mol 3 mols

A la tercera fila calcularem les masses molars ajustades: Haurem de buscar en la Taula Periòdica les masses atòmiques dels elements que formen les distintes substàncies de l’exercici.









Heus ací els elements amb llurs masses atómiques




Masses ajustades 102g 54g 150g 6g








Comprovem que no hem comés cap error fent servir la Llei de la Conservació de la Massa:

L’àcid sulfhídric reacciona amb l’alumini, formant sulfur d’alumini més gas hidrogen.


2.¿Quin volum d’hidrogen es formarà en esta reacció?












Massa dels reactius: 102g + 54g = 156g = Massa dels productes: 150g + 6g







Com que el problema també parla de gasos, necessitarem una fila a la taula per operar amb ells.







Volums dels gasos

67,2 l.-- -

Com que el problema també parla de gasos, necessitarem una fila a la taula per operar amb ells.

Al nostre exercici, sols l’hidrogen és gasós. Com que un mol sabem que ocupa 22,4 litres en condicions normals, els tres mols ocuparan 6 x 22,4l = 67,2 l.







Volums dels gasos -- -- -- 67,2 l.

- --

Finalment, l’exercici demana magnituds pròpies de disolucions: caldrà una nova fila per poder realitzar els càlculs amb elles.








- --


L’àcid sulfhídric és l’única substància present com a dissolució: la resta de substàncies no operarà en aquesta fila.







Gasos -- -- -- 67,2 l.

-- -- --1 l. X 3 M.

Els tres mols d’àcid sulfhídric equivalen, per exemple, a un litro de disolució 3 M.








Gasos -- -- -- 67,2 l.

-- -- --1 l. X 3 M.




També podriem treballar amb altres combinacions:

3 litros x 1 M; 10 litros x 0,3M; 0,3 litros x 10 M…

Els tres mols d’àcid sulfhídric equivalen, per exemple, a un litro de disolució 3 M.



Reacció ajustada




Disolució 1 l. x 3 M. -- -- --

Ja està la taula llesta per a respondre les qüestions que el problema ens planteja.




Observeu que per confeccionar-la únicament hem fet ús de l’equació de la reacció amb el support de la Taula Periòdica.


Reacció ajustada









Recordeu que cada columna conté la mateixa quantitat de la substància corresponent expressada en diferents magnituds


Reacció ajustada











Reacció ajustada











Reacció ajustada























El més important és que totes les quanititats que apareixen en la Taula són magnituds directament proporcionals (Segona i Tercera Llei Segona i Tercera Llei PonderalPonderal): si variarem alguna d’elles les altres es modificarien seguint la mateixa proporció.




III. Resolució de les qüestions

3 mols 2 mols 1 mol 3 mols

102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

Sempre ens demanaran calcular una magnitud a partir d’una altra quantitat prefixada:

1.¿Quants grams d’alumini reaccionaran amb 200 ml d’una disolució 0,4 M d’àcid sulfhídric?



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

Sempre ens demanaran calcular una magnitud a partir d’una altra quantitat prefixada:


IMPORTANT: Comproveu que no feu ús de distintes unitats

per a la mateixa magnitud



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

En aquest apartat la quantitat prefixada és: dissolució d’àcid sulfhídric: 200 ml 0,4 M.




102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

En aquest apartat la quantitat prefixada és: dissolució d’àcid sulfhídric: 200 ml 0,4 M.


0,2 l. x 0,4 M.

La situem a la cel.la corresponent de la taula.



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

Magnitud a calcular:massa d’alumini que reaccionarà:X g.


0,2 l. x 0,4 M.



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

Magnitud a calcular:massa d’alumini que reaccionarà:X g.


0,2 l. x 0,4 M.

X

La situem a la cel.la corresponent de la taula.



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

Ara completem la proporció entre la disolució de l’àcid i la massa de l’alumini


0,2 l. x 0,4 M.

X



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --



0,2 l. x 0,4 M.

X

Si 1 l. x 3 M. d’àcid reaccionen amb 54 g. d’alumini,

aleshores 0,2 l. x 0,4 M. d’àcid reaccionaran amb X g. d’alumini,



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --



0,2 l. x 0,4 M.

X

Si 1 l. x 3 M. d’àcid reaccionen amb 54 g. d’alumini,

aleshores 0,2 l. x 0,4 M. d’àcid reaccionaran amb X g. d’alumini,

Per tant: X =0,2 l. x 0,4 M. x 54 g.

1 l. x 3 M. . = 1,44 g.



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --

2. ¿Quin volum d’hidrogen es formarà en esta reacció? Repetim el procés per a l’exerecici nº 2:

Magnitud a calcular:volum d’hidrogen:X.

0,2 l. x 0,4 M.



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --


Quantitat prefixada:dissolució d’àcid sulfhídric:200 ml 0,4 M. (Vegau l’exercici anterior)

Magnitud a calcular:volum d’hidrogen:X.

0,2 l. x 0,4 M.

X



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --0,2 l. x 0,4 M.

X




102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --0,2 l. x 0,4 M.

X

2. ¿Quin volum d’hidrogen es formarà en esta reacció?

Si 1 l. x 3 M. d’àcid formen 67,2 l. d’hidrogen,

aleshores 0,2 l. x 0,4 M. d’àcid formaran X l. d’hidrogen,

Repetim el procés per a l’exerecici nº 2:



102g 54g 150g 6g

-- -- -- 67,2 l.

1 l. x 3 M. -- -- --0,2 l. x 0,4 M.

X


Si 1 l. x 3 M. d’àcid formen 67,2 l. d’hidrogen,

aleshores 0,2 l. x 0,4 M. d’àcid formaran X l. d’hidrogen,

Llavors: X =0,2 l. x 0,4 M. x 67,2 l.

1 l. x 3 M. . = 1,79 l.

Repetim el procés per a l’exerecici nº 2:


Per tant tenim ja totes les respostes:





1,44 g. d’alumini.






1,44 g. d’alumini.

1,79 l. d’hidrogen.


IV. Conclusió

¿Encara creeu que la “regla de tres” es tan nefasta en estequiometria?

IV. Conclusió

Número de moles

Número de moles

Gramos de sustancia

Número de moléculas

Número de átomos

Litros de disolución

DisoluciónGas

Litros de gas

Número de moles

Gramos de sustancia


Número de átomos

Masa molar

Átomos por molécula(Puede ser molécula

monoatómica)

Número de Avogadro6,022·1023


Concentración Molar

DisoluciónGas

Litros de gas

22,4 l/mol(1 atm. 25ºC)

:

x

:

x

:

x:

x:

x

Número de moles

Gramos de sustancia


Número de átomos

Masa molar

Átomos por molécula(Puede ser molécula

monoatómica)

Número de Avogadro6,022·1023

H2SO4

CO2

FeF2

CH3-CH2-CH3

He...

FÓRMULAQUÍMICA

TABLA PERIÓDICA


Concentración Molar

DisoluciónGas

Litros de gas

22,4 l/mol(1 atm. 25ºC)

:

x

:

x

:

x:

x:

x

Continuar…

Continuar…

Joan Malonda

http://jrmalondatorres.blogspot.com/


Joan Malonda

Als meus alumnes



4rt Curs de Física i Química d’ E.S.O. 2008/09

Col.legi de Nuestra Señora de la Consolación Nules (Castelló)

www.nulesconsolacion.org

Joan Malonda

Als meus alumnes

http://www.nulesconsolacion.org/



Estequiometria fun

Documents