Programa de Acceso Inclusivo, Equidad y PermanenciaPAIEP U. de Santiago Química Leyes Ponderales 1. Si 72,9 g de magnesio reaccionan completamente con 28,0 g de nitrógeno ¿qué masa de magnesio se necesita para que reaccione con 9,27 g de nitrógeno? Para desarrollar este ejercicio, debemos primero recordar que la ley de las proporciones definidas indica que "Si un elemento A, se combina con un elemento B, para formar un compuesto AB dado, lo hace siempre en una proporción fija y constante". Considerando lo anterior tenemos que: 72,9 g de magnesio → 28,0 g de nitrógeno X g de magnesio → 9,27 g de nitrógeno X= 24,1 g de magnesio 2. Se combustiona 1,00 g de magnesio al aire obteniéndose 1,64 g de óxido de Mg (MgO). A. ¿Qué masa de oxígeno se consume en la reacción? B. ¿Qué masa de oxígeno se necesita para combustionar 50,0 g de Mg? C. ¿Qué masa de MgO se espera obtener a partir de 8,00 g de Mg? D. ¿Qué masa de oxígeno reaccionará en (C)? A. Aplicando la ley de conservación de masa que dice que "La materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma", la masa de oxígeno que reacciona debe ser igual a la diferencia entre la masa del óxido y la masa del magnesio. masa de magnesio + masa de oxígeno = masa de óxido de magnesio 1,00 g de magnesio + X g de oxígeno = 1,64 g de óxido de magnesio X =1,64 g de óxido de magnesio – 1,00 g de magnesio = 0,64 g de oxígeno B. Sabemos que 1,00 g de magnesio, reaccionan completamente con 0,64 g de oxígeno, y por la ley de las proporciones definidas, podemos hacer el siguiente cálculo: 1,00 g de magnesio → 0,64 g de oxígeno 50,0 g de magnesio → X g de oxígeno Página 1 de 17 1 g de óxido de magnesio – 8.880 g de oxígeno.Programa de Acceso Inclusivo. Equidad y Permanencia PAIEP U.004 g de calcio y 0. la masa de oxígeno que reacciona debe ser igual a la diferencia entre la masa del óxido de magnesio y la masa del magnesio.209 g de Calcio y 0. Al analizar dos muestras se han obtenido los siguientes resultados: 1ª muestra 1.64 g de óxido de magnesio. Reemplacemos entonces: ???????ó?.00 g de magnesio → X g de óxido de magnesio X = 13. Tenemos dos situaciones 1° muestra 2° muestra 1.51 0.004 g Ca = 2. que se combinan como se indica: Página 2 de 17 .51 0.209 g de calcio + 0. Indicar si se cumple la ley de proporciones definidas.209 g Ca = 2.400 g de oxígeno.1 g de óxido de magnesio D. entonces: 1. de Santiago Química X = 32. 4.0 g de oxígeno C.10 g de oxígeno 3.400 g O ???????ó? ?° ??????? = 2. 13. Sabemos que 1. ?° ??????? = 1.880 g de oxígeno Entonces.004 g de calcio + 0. se cumple la ley de las proporciones definidas. 2ª muestra 2. Aplicando la ley de conservación de masa.400 g de oxígeno 2.64 g de óxido de magnesio 8.880 g O Como las proporciones son equivalentes.00 g de magnesio generan 1. Se prepara óxido de aluminio (Al2O3) con distintas masas de aluminio y oxígeno. hacemos la proporción: ???????ó? ?° ??????? = masa Ca(1°muestra) masa O(1°muestra) ???????ó? ?° ??????? = masa Ca(2°muestra) masa O(2°muestra) Si los resultados de ambas proporciones son iguales.00 g de magnesio = 5. decimos que la ley de las proporciones definidas se cumple.00 g de magnesio → 1. 6 32. B.92 g + 1.07 g de oxígeno para consumir todo el aluminio.Programa de Acceso Inclusivo. de Santiago Química Masa de Al (g) Masa de O (g) Compuesto 1 36.12 m O 0. Página 3 de 17 .12 mO Como ahora nos están pidiendo la masa de oxígeno que se combina con 18 g de Al.28 g + 0. La proporción se cumple en todos los compuestos.92 1. Con la ley de la conservación de la masa.60 g + 32. ¿Qué masa de oxígeno se combina con 18 g de aluminio? Primero. por lo tanto se cumple la ley de las proporciones definidas.71 g A.63 g C. hacemos la relación de las masas: Compuesto 1 mAl 36.60 g = 69. obtenemos que se necesitan 16.12 se debe cumplir siempre. La proporción de 1.6 g Compuesto 2 mAl 0.250 g Compuesto 3 mAl 1. ¿Qué masa de óxido de aluminio se obtiene en cada caso? C.280 g PAl/O= = =1.12 m O 1.6 g PAl/O= = =1. podemos calcularlo reemplazando: PAl/O=1.12 m O 32.71 A. entonces podemos hacer el cálculo de 2 maneras: PAl/O= mAl =1. Compuesto 1 mAl + mO = mAl2O3 36.92 g PAl/O= = =1.20 g Compuesto 2 mAl + mO = mAl2O3 0. ¿Se cumple la ley de las proporciones definidas (Proust)? B.12= 18 g de Al X g de O Si despejamos la incógnita.25 Compuesto 3 1. podemos determinar la masa de producto.25 g = 0.71 g = 3.6 Compuesto 2 0.53 g Compuesto 3 mAl + mO = mAl2O3 1. Equidad y Permanencia PAIEP U.28 0. Programa de Acceso Inclusivo. podemos hacer las siguientes relaciones: Para hidrógeno 18.03 g de O Si despejamos la incógnita. 16.0 g de agua → 100% 2.57 % de X.0 g de agua.43 % de Y. *La diferencia de los resultados. Equidad y Permanencia PAIEP U. El compuesto XY tiene 71.60 g de Al → 32. Composición porcentual o centesimal: Es el % en masa de cada uno de los elementos que forman un compuesto. obtenemos que se necesitan 16.03 g de oxígeno para consumir todo el aluminio.11 % de Para oxígeno 18. podemos deducir que tiene 28. 2. y sabemos las masas de hidrógeno y oxígeno.12 se cumple siempre. Para resolver este ejercicio. 5.00 g de hidrógeno → X % X= 11.89 % 6. Determine la composición porcentual del agua. ¿Qué masa de X produce 63 g de XY? Si nos indican que el compuesto XY tiene 71. la composición porcentual hidrógeno en el agua es de 11. de Santiago Química Otra forma sería: Sabiendo que la proporción 1. así: Página 4 de 17 .89 % Entonces. tiene que ver con los decimales utilizados. la composición porcentual de oxígeno en el agua es de 88.0 g de oxígeno → X % X= 88.60 g de O 18 g de Al → X g de O X= 16. Si consideramos esto como un 100 %.0 g de oxígeno para formar 18. podemos tomar cualquiera de los tres compuestos para hacer el cálculo de cuánta masa de oxígeno reacciona con 18 g de aluminio: 36.0 g de agua → 100% . Para hacer este ejercicio debemos considerar que se formaron 18 g de agua.43 % de Y.00 g de hidrógeno se combinan con 16. previamente debiéramos conocer el concepto de composición porcentual.11 % Entonces. Programa de Acceso Inclusivo. hacemos el siguiente cálculo: 28.43 % → 100 % Estos porcentajes.3 g de flúor.7 g de nitrógeno reaccionan exactamente con 80.0 g de trifluoruro de nitrógeno.57 g de X → 100 g de XY X g de X → 63 g de XY X= 18 g de X 7.57 % + 71. Además. Determine la masa de trifluoruro de nitrógeno que se obtiene a partir de 10. Debemos considerar que los datos están en %.7 % de nitrógeno y 80.0 g de flúor.7 g + 80.0 g de nitrógeno y 45.43 g de Y = 100 g de XY Para determinar la masa de X que produce 63 g de XY. probablemente una de las respuestas más recurrentes es que se obtienen 55. entonces: 28. porque no estamos considerando que la relación de combinación de las masas debe estar en concordancia con la ley de las proporciones definidas. Equidad y Permanencia PAIEP U.57 g de X + 71. El problema puede ser resuelto de distintas maneras: Una de las formas de resolver este ejercicio sería: Página 5 de 17 . los podemos trabajar directamente como gramos. esto lo podemos reescribir de la siguiente manera: Nitrógeno + flúor → trifluoruro de nitrógeno 19. Ahora. de Santiago Química X + Y → XY 28. Tenemos 19. sin embargo esto no es correcto.0 g de nitrógeno y 45.0 g de flúor.3 g 100 g Obtuvimos los 100 g por la ley de la conservación de la masa.7 % de nitrógeno y 80. sabemos (porque la reacción lo indica) que 19. En la molécula de trifluoruro de nitrógeno se encontraron 19.3% de flúor. como nos están preguntando la masa de trifluoruro de nitrógeno que se obtiene a partir de 10. Si tomamos 100 g del compuesto.3% de flúor. y no nos alcanza.7 g = = 0.3 g de flúor 10.0 g de flúor Si despejamos la incógnita. Página 6 de 17 .76 g de flúor Si despejamos la incógnita. verificamos si se cumple la proporción de 0.04 g de nitrógeno para consumir los 45 g de flúor.04 g de nitrógeno Si despejamos la incógnita. y si nos alcanza. Equidad y Permanencia PAIEP U.03 g de nitrógeno para consumir todo el flúor. porque tenemos 45 g de flúor. obtenemos que se necesitan 11. entonces como ahora nos están preguntando si tengo 10.Programa de Acceso Inclusivo.7 g de nitrógeno → 80. Pnit/flúor=0. Ahora con la ley de la conservación de la masa.76 g de flúor para consumir los 10 g de nitrógeno. podemos determinar la masa de producto: Nitrógeno + flúor → trifluoruro de nitrógeno 10. uno de los reactantes está en exceso. hacemos el cálculo nuevamente. y no alcanza porque tenemos solamente 10 g de nitrógeno.0 g Como no se cumple la proporción.0 g de nitrógeno → X g de flúor X= 40. Si se cumple podemos sumar directamente.8 g 50.0 g de nitrógeno. Por lo tanto este cálculo NO SIRVE.25. obtenemos que necesitamos 11. Otra forma de resolver este ejercicio sería: Considerando la relación de masa: Pnit/flúor= m nitrógeno 19. la masa de trifluoruro de nitrógeno que se forma es 50. entonces.0 g + 40.245 m flúor 80.8 g Por lo tanto.0 g de nitrógeno y 45.3 g de flúor X g de nitrógeno → 45 g de flúor X= 11.245= X g de nitrógeno 45. de Santiago Química 19. Por lo tanto este cálculo SIRVE 19.8 g. Pnit/flúor= m nitrógeno 10. obtenemos que se necesitan 40.0 g = = 0. porque tenemos solamente 10.0 g de flúor.7 g de nitrógeno → 80.222 m flúor 45.3 g Esta proporción se debe cumplir siempre. Ahora con la ley de la conservación de la masa. Por lo tanto este cálculo NO SIRVE. podemos determinar la masa de producto.125 X g de B Si despejamos la incógnita. Equidad y Permanencia PAIEP U.8 g de flúor para consumir los 10.0 g de nitrógeno X g de flúor Despejando la incógnita.Programa de Acceso Inclusivo.0 g + 40. Nitrógeno + flúor → trifluoruro de nitrógeno 10. lo primero que debemos revisar es si las nuevas masas que nos dieron cumplen la proporción 25 g de A = 0. de Santiago Química Pnit/flúor=0. A + B → AB 9. entonces.38 g de A para consumir los 75 g de B.0 g de nitrógeno. obtenemos que necesitamos 9.125.38 g Página 7 de 17 . Ahora con la ley de la conservación de la masa.0 g de B? Sabemos que: mA = 0.0 g → 84. y ahora si nos alcanza porque tenemos 25 g de A. se obtiene que necesitamos 40. Por lo tanto este cálculo SIRVE.38 g + 75.8 g 50.245= 10. uno de los reactivos está en exceso. X g de A = 0.33 75 g de B Como la relación no se cumple. y esto si alcanza (porque hay 45 g de flúor).0 g de A con 75.125 75 g de B Si despejamos la incógnita. ¿Qué masa de compuesto se formará al poner en contacto 25.8 g Por lo tanto.8 g. podemos determinar la masa de producto. y no nos alcanza. La razón entre las masas de A y B (mA/mB) que se combinan para formar un compuesto es 0.125 mB Y esta relación se debe cumplir. porque tenemos solamente 75 g de B. la masa de trifluoruro de nitrógeno que se forma es 50. 8. 25 g de A = 0. obtenemos que necesitamos 200 g de B para consumir los 25 g de A. Cuando termina la reacción.0 g de cloro X= 6.6 g de sodio → 7.7 Cloruro de sodio (g) 11. Por lo tanto este cálculo NO SIRVE.48 g de sodio Si despejamos la incógnita. La tabla muestra diferentes cantidades de reactivos utilizados para preparar cloruro de sodio. Reactivo Limitante: Aquel que en una reacción se consume totalmente.1 g de cloro X g de sodio → 10.7 g de sodio → X g de cloro X= 2. previamente debiéramos recordar el concepto de reactivo limitante y reactivo en exceso. Una de las formas de resolver el ejercicio de la segunda fila sería: 4. Equidad y Permanencia PAIEP U.62 g de cloro Si despejamos la incógnita. obtenemos que se necesitan 2.62 g cloruro de sodio 4.48 g de sodio para consumir los 10. éste sería el reactivo limitante y después de la reacción no queda nada. porque tenemos 10.7 Reactivo en exceso (g) ----- Reactivo limitante (g) ----- Para resolver este ejercicio. A partir de la información entregada complete la siguiente tabla: Sodio (g) 4.7 6. la reacción química termina.1 g de cloro 1.6 1. Por lo tanto este cálculo SIRVE. la masa de AB que se forma es 84. podemos determinar la masa de producto.4 g. de Santiago Química Por lo tanto.0 6.0 5. Ahora.6 g de sodio → 7. 4.62 g de cloro para consumir los 1. Reactivo en Exceso: Aquel que en una reacción se consume parcialmente. Ahora con la ley de la conservación de la masa.32 g Por lo tanto. Como de la masa Página 8 de 17 .32 g. Cuando se agota este reactivo. 9. obtenemos que necesitamos 6.0 g de cloro.7 g + 2. como en este caso la masa de sodio que teníamos se consume completamente. y ahora si no alcanza porque tenemos solamente 10 de sodio.1 10.9 Cloro (g) 7. y si nos alcanza.Programa de Acceso Inclusivo. parte de este reactivo queda sin consumirse.7 10. sodio + cloro → 1. la masa de cloruro de sodio que se forma es 4.0 g de cloro.7 g de sodio. por ejemplo vamos a decir que tenemos 2 g de A 2 g de A = 0.25 X g de B Si despejamos la incógnita. Si consideramos arbitrariamente una masa de A. se pueden resolver las otras líneas de la tabla.38 g de cloro. lo podemos calcular de la siguiente manera: Masa de reactivo que queda sin reaccionar= Masa del reactivo en exceso – masa que se consume realmente Masa de reactivo que queda sin reaccionar=10. el cloro sería el reactivo en exceso.25 mB Lo que significa de 0. A + 2g + B → 8g AB 10 g Por lo tanto. obtenemos que necesitamos 8 g de B para consumir los 2 g de A. ¿Cuál es el porcentaje de A en el compuesto? Sabemos que: mA = 0.Programa de Acceso Inclusivo. la masa de AB que se forma es 10 g.25 g de A reaccionaran con 1 g de B. podemos determinar la masa de producto.25 g de producto. Ahora. En AB la razón de combinación entre las masas de A y B (mA/mB) es 0. de Santiago Química de cloro que teníamos (10.62g de Cl (ocupamos) Masa de reactivo que queda sin reaccionar = 7.62 g.0 g de Cl (Teníamos originalmente) – 2. Equidad y Permanencia PAIEP U.25. formando 1. como nos preguntan la masa de reactivo en exceso.0 g) se consumen (o reaccionan) solamente 2. Página 9 de 17 . De esta misma manera. Ahora con la ley de la conservación de la masa. 10. le podemos dar un valor arbitrario a la masa de A por ejemplo 1 g y calcular así la masa de B. La razón de combinación o tanto por uno de A/B en el compuesto AB es 1. Si llevamos esto a masa.85 mB Esta relación sólo quiere decir que las masas de A y B en el compuesto AB están en una proporción de 1.9% y el de B es 35. la composición porcentual de B en el AB es de 80 % Si tú quieres resolver el ejercicio ocupando la relación (0.25 g de A reaccionaran con 1 g de B.85 mB 1g de A = 1. formando 1. 25.25 g de producto). la composición porcentual de A en el AB es de 20 % Para B 10 g de AB → 100% 8 g de B → X % X= 80 % Entonces. de AB A. La masa del compuesto AB es 1.85 mB Página 10 de 17 .85.5 g. B. Sabemos que: mA = 1.85 gramos B. deberías llegar al mismo resultado. Cuál o cuáles de las siguientes aseveraciones son verdaderas: A.85 g de producto. podemos hacer las siguientes relaciones Para A 10 g de AB → 100% 2 g de A → X % X= 20 % Entonces. mA = 1.5 de B para dar 38. porque eso depende de las masas de reactivo que estemos usando. Si esto corresponde a un 100 %. El porcentaje en masa de A es 64. diríamos que se forman 2. y sabemos las masas de A y B.85:1. Por lo tanto no que se forman 1. 11. Como la proporción mA/mB se debe cumplir.Programa de Acceso Inclusivo.85 g de AB. Equidad y Permanencia PAIEP U.1% C. la afirmación no es correcta. de Santiago Química Para continuar con este ejercicio.0 g de A pueden reaccionar con 13. Por este motivo. Recuerda que las masas de ambos elementos están en una misma proporción. debemos considerar que se formaron 10 g de AB. El 2º tiene una composición centesimal de 25 % de A y 75 % de B. podemos hacer las siguientes relaciones: Para A 1.9 % Para B 1. Equidad y Permanencia PAIEP U. además con la ley de la conservación de la masa podemos comprobar que: 25. de Santiago Química mB = 0.54 g de B = 1. 12.54 g de AB. Para resolver este ejercicio. la afirmación es correcta.5 g de B = 38.85 13. y sabemos las masas de A y B. Si esto corresponde a un 100 %. debemos ver si se cumple la proporción: mA = 1.54 g de AB → 100% 1 g de A → X % X= 64.85 mB 25.54 g de B → X % X= 35. la composición porcentual de B en el AB es de 35.5 g de B Se cumple la proporción. debemos considerar que se formaron 1.5 g de AB Por lo tanto.0 g A + 13.54 g de AB Para continuar con este ejercicio.9 % Entonces. la afirmación es correcta. En el 1º hay 8 g de A por cada 26 g de compuesto.54 g de AB → 100% 0. la composición porcentual de A en el AB es de 64.1 % Por lo tanto.0 g de A = 1. C. Los elementos A y B pueden formar dos compuestos diferentes.1 % Entonces.54 g de B Entonces: 1 g de A + 0. ¿Se cumple la ley de las proporciones múltiples? Página 11 de 17 .Programa de Acceso Inclusivo. los definiremos como los compuestos C y D.Programa de Acceso Inclusivo. debemos primero recordar que la ley de las proporciones múltiples indica que “si dos elementos reaccionan para formar más de un compuesto. Equidad y Permanencia PAIEP U. 8 g de A + 18 g de B → 26 g de C Caso 2: 25 % de A y 75 % de B Si consideramos que tenemos 100 g de compuesto nos quedaría 25 g de A + 75 g de B → 100 g de D El problema puede ser resuelto de distintas maneras: Una de las formas de resolver este ejercicio sería: Fijar una de las masas. por la ley de la conservación de la masa. Considerando esto. las masas de uno de los elementos se fija arbitrariamente y se combinan con las masas del otro elemento en la relación de números enteros pequeños”. tenemos dos situaciones: Caso 1: 8 g de A+ X g de B → 26 g de C Entonces. nos da como resultado los 26 g de C. fijemos por ejemplo los 18 g de B (del primer caso) y calculemos qué masa de B reacciona con 18 g de B en el segundo caso: 25 g de A → 75 g de B X g de A → 18 g de B X = 6 g de B Entonces ya sabemos que: Página 12 de 17 . El problema plantea que se forman dos compuestos diferentes a partir de A y B. de Santiago Química Para desarrollar este ejercicio. sabemos que la masa de B será: X g B = 26 g de C – 8 g de A = 18 g de B Comprobamos este resultado si al sumar la masa de A con la masa de B. 44 18 g B PA/B = 25 g A = 0.33 = 0. tenemos: masa A (caso 1) 8g 4 = = masa A (caso 2) 6g 3 Como el resultado está en una relación de números enteros y pequeños. podemos ver si hay una relación entre las masas de A en cada caso: Caso 1: 0.33 75 g B Caso 2: El valor de las proporciones que acabamos de calcular (PA/B).Programa de Acceso Inclusivo. podemos hacer la relación Caso 1: PA/B = 8gA = 0.44 4 = 1.44 g de A Caso 2: 0. corresponden en cada caso a la masa de A que se combina con 1 g de B. si hacemos la relación de masas con la masa fija de B (que en este caso es 18 g). Equidad y Permanencia PAIEP U. Entonces. como fijamos en 1 g la masa de B. de Santiago Química Caso 1 2 Masa de A 8g 6g Masa de B 18 g 18 g Ahora. se cumple la ley de las proporciones múltiples. Otra forma de resolver este ejercicio sería: Cuando ya sabemos la relación de masas que se combinan en ambos casos.33 g de A PA/B = 0.33 3 Página 13 de 17 . 6 g → 100% 111. Primero debes calcular la masa molar del compuesto. La fórmula molecular del óxido de hierro (III). de Santiago Química Como el resultado está en una relación de números enteros y pequeños.07 % de oxígeno. Determine la composición porcentual del compuesto.6 g → 100% 48 g de O → X X= 30.69. se cumple la ley de las proporciones múltiples.6 g/mol.Programa de Acceso Inclusivo. Página 14 de 17 .6 g de Fe → X X= 69. Luego: 159.92 = 30.92 % de Hierro Para determinar el % de oxígeno: 100. Esta es 159.07 % de oxigeno Otra forma sería: 159. Equidad y Permanencia PAIEP U. es Fe 2O3. 13. 6 1. 11.64 g de oxígeno B.1 g magnesio 2.32 9. 5.07 g oxígeno 5.2 g de óxido de aluminio Compuesto 2: 0.38 g de cloro 2. Se obtiene: Compuesto 1: 69.63 g de óxido de aluminio C. 16.12 g óxido de magnesio D.0 5. 18 g de X 7.39 17. 32 g de oxígeno C. 4. 84.11% de H y 88. A. 50.Programa de Acceso Inclusivo.1 10. Si se cumple la ley de las proporciones definidas.31 g de sodio ----- Reactivo limitante (g) ----sodio cloro ------ 10. Si se cumple B.89% de O 6.12 g de oxígeno 3. de Santiago Química Resultados: 1.4 g de AB 9.53 g de óxido de aluminio Compuesto 3: 3. 24.0 6. Equidad y Permanencia PAIEP U. 8. 20% de A Página 15 de 17 .7 4.6 11. Sodio (g) Cloro (g) Cloruro de sodio (g) Reactivo en exceso (g) 4. A.9 7.5 ----7. 0.7 6.7 10.8 g de trifluoruro de nitrógeno. 13. de Santiago Química 11. Si se cumple la ley de las proporciones múltiples. Es correcta 12. B. No es correcta. A. Equidad y Permanencia PAIEP U. Desarrollo Página 16 de 17 . 13. Es correcta C.Programa de Acceso Inclusivo. Referencias y fuentes utilizadas Valdebenito. Soto. Página 17 de 17 .. F. Unidad I: Estequiometria. Azócar. (2014). Urbina. Barrientos. M. M.Programa de Acceso Inclusivo. M. Chile: Universidad de Santiago de Chile. de Santiago Química Responsables académicos Comité Editorial PAIEP. E..I.. A. Manual de Ejercicios de Química General para Carreras Facultad Tecnológica.. Manual de Ejercicios de Química General para Ingeniería. Villarroel. Chile: Universidad de Santiago de Chile. Azócar. H. F. H.. E..I... Facultad de Química y Biología. Facultad de Química y Biología Valdebenito.. Barrientos. H. Ríos. Equidad y Permanencia PAIEP U.. Ríos.. Urbina. H. Soto. (2014). A.