Ratios
¡Las proporciones están en todas partes! ¿Cuál es la razón de diez centavos a veinticinco centavos que suman un dólar? Bueno, cada centavo son 10 centavos, así que necesitamos diez de ellos para hacer un dólar. Un cuarto son 25 centavos, por lo que solo necesitamos cuatro para ganar un dólar. Por lo tanto, la razón de diez centavos a veinticinco centavos en un dólar es 10: 4. Esto es similar a cómo funcionan las proporciones en química. Hay compuestos químicos aparentemente infinitos con proporciones establecidas de elementos en los compuestos. Profundicemos en el concepto de proporción con compuestos químicos.
Compuestos químicos
La cantidad de cada elemento en un compuesto químico depende de la cantidad de electrones en la capa externa de electrones de los elementos, llamada capa de valencia . El subíndice después del símbolo de cada elemento nos dice cuántos átomos de ese elemento hay en el compuesto. Veamos algunos ejemplos de compuestos químicos y la proporción de elementos en ellos.
- El cloruro de sodio tiene la fórmula NaCl. Hay un átomo de sodio y un átomo de cloro, lo que da al cloruro de sodio una proporción de 1: 1.
- El fosfuro de calcio tiene la fórmula Ca 3 P 2 . La proporción de calcio a fósforo en este compuesto es 3: 2.
- El azúcar tiene la fórmula C 12 H 22 O 11 . La proporción de estos elementos en el compuesto es 12:22:11.
Ahora que sabemos cómo determinar la proporción de cada elemento en un compuesto, podemos usar este conocimiento de las proporciones para varias aplicaciones. Nos centraremos en tres aplicaciones:
- Calcular la masa molar
- Calcular la composición porcentual
- Equilibrio de ecuaciones químicas
Masa molar
La masa molar de cada elemento se enumera en la tabla periódica. Al determinar la masa molar de un compuesto químico, debe usar la proporción de los elementos en el compuesto. La cantidad de cada elemento se multiplica por su masa molar y se suman los totales. Trabajemos un ejemplo.
Volvamos al compuesto de fosfuro de calcio que discutimos anteriormente. La proporción de calcio a fósforo es de 3: 2. Podemos tomar esta relación y convertirla en una ecuación para determinar la masa molar. La tabla periódica nos dice la masa de cada elemento.
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Como tenemos tres átomos de calcio escribimos:
3 (40,08 g / mol)
Y luego agregamos a eso el producto de los dos átomos de fósforo por su masa molar, que es:
2 (30,97 g / mol)
El siguiente paso es agregar estos productos.
Compuestos moleculares binarios: definición, prefijos y ejemplos
3 (40,08 g / mol) + 2 (30,97 g / mol) = 120,24 g / mol + 61,94 g / mol = 182,18 g / mol
Esto significa que un mol de fosfuro de calcio tiene una masa de 182,18 g / mol.
Composición porcentual
La determinación del porcentaje de composición de un compuesto químico también implica la proporción de elementos en el compuesto. Podemos determinar el porcentaje de cada elemento en el compuesto y el porcentaje en masa de cada elemento.
Porcentaje por cada elemento
Sigamos con nuestro ejemplo de fosfuro de calcio. Para determinar un porcentaje, necesitamos usar la fórmula:
Compuestos Binarios: Definición, lista y ejemplos
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La fórmula es Ca 3 P 2 , que tiene un total de 5 átomos.
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Porcentaje por masa
La determinación del porcentaje en masa de cada elemento requiere la misma fórmula, pero usamos las masas molares de cada elemento en el compuesto. Determinamos estos valores anteriormente en la lección, por lo que todo lo que tenemos que hacer es introducir esta información en la ecuación de porcentaje.
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Equilibrio de ecuaciones químicas
Digamos que el cloruro de sodio reacciona con el fosfuro de calcio en la reacción:
NaCl + Ca 3 P 2 → Na 3 P + CaCl 2
La ley de conservación de la masa establece que la masa no se puede crear ni destruir. Esto significa que debemos equilibrar la ecuación usando coeficientes frente a los compuestos. Estos números dependen de la proporción de elementos en los compuestos.
La ecuación balanceada se ve así:
6NaCl + Ca 3 P 2 → 2Na 3 P + 3CaCl 2
El coeficiente se multiplica por el subíndice de cada elemento. Observe que la relación de cada elemento al elemento al que se unió inicialmente es la misma en los productos también. Por ejemplo, el cloruro de sodio reactivo (NaCl) tiene una proporción de 6: 6 de sodio a cloro, y en los productos hay 6 átomos de sodio y 6 átomos de cloro. Esta es la misma proporción de 6: 6.
Resumen de la lección
Las proporciones están en todas partes en química. En los compuestos químicos, los subíndices después de los símbolos de los elementos nos dicen la cantidad de cada elemento. La cantidad de cada elemento en un compuesto depende básicamente de la cantidad de electrones en su capa de valencia . Usando la razón de los elementos en un compuesto, podemos hacer lo siguiente:
- Calcula la masa molar del compuesto multiplicando la cantidad de cada elemento por su masa molar fuera de la tabla periódica y luego sumando los resultados.
- Determine el porcentaje de cada elemento en el compuesto por átomo o masa usando la fórmula de porcentaje.
- Equilibrar una ecuación química para mantener la conservación de la masa.
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