Por lo anterior, tenemos que:

0.375 mol de C8H14 ( ) � 41.25 g de C8H14

Procedimiento alternoEn el caso anterior la relación molar existente es:

, o bien,

Para calcular el número de moles necesarias se realiza la siguiente operación:

3 mol de CO ( ) � 0.375 mol de C8H14

Si utilizamos la masa molar calculada para el octino, podemos calcular la masa del octinoproducida; para ello realizamos la siguiente operación:

0.375 mol de C8H14 ( ) � 41.25 g de C8H14

110 g de C8H14

1 mol de C8H14

1 mol de C8H14

8 mol de CO

1 mol de C8H14

8 mol de CO

8 mol de CO

1 mol de C8H14

110 g de C8H14

1 mol de C8H14

Estequiometría36

EJEMPLO 1.13

De acuerdo con la ecuación del ejemplo 1.12, calcular los gramos de hidrógeno quereaccionarán con 3 moles de CO.

a) La ecuación está balanceada.b) Las sustancias que participan son el hidrógeno y el monóxido de carbono.c) Puesto que el enunciado nos proporciona el dato en unidades mol y solicita la respuesta

en gramos, determinamos que el cálculo es de tipo mol�masa.d) Por facilidad del cálculo, se prefiere utilizar las relaciones molares, por ello a partir de

este ejemplo utilizaremos únicamente las relaciones molares. La relación molar existenteen este caso es:

, o bien,

e) Calculamos la masa molar del hidrógeno (H2).H: (2 átomos)(1 uma) � 2 g/mol RReeccuueerrddaa:: llaass mmaassaass mmoollaarreess ttiieenneenn ccoommoouunniiddaadd gg//mmooll.

15 mol de H2

8 mol de CO

8 mol de CO

15 mol de H2

f ) Con los datos obtenidos se puede hacer el cálculo de los gramos de hidrógeno que seobtendrán.

3 mol de CO ( ) ( ) � 11.25 g de H2

2 g de H2

1 mol de H2

15 mol de H2

8 mol de CO

Cálculos estequiométricos 37

Para calcular la masa molar de una sustancia, se realiza lo siguiente para cada elementopresente en la fórmula:

(Número de átomos presentes en la fórmula)(Masa atómica dada en la tabla periódica)

La masa molar de una sustancia eeqquuiivvaallee a la masa de 1 mol de esa sustancia.

Recuerda

✔✔ Para que compruebes tus conocimientos y habilidades, realiza los siguientes ejercicios.

A partir de la siguiente ecuación:

Ca � 2 HNO3 ⎯⎯⎯⎯→ Ca(NO3)2 � H2

calcula:

a) La masa en gramos de calcio que reaccionará con 3.75 moles de ácido nítrico, HNO3.b) Los gramos de nitrato de calcio, Ca(NO3)2, que se producirán si empleamos 0.25

moles de calcio.c) Los gramos de hidrógeno que se producirán si usamos 10 moles de calcio.d) La masa de nitrato de calcio que se obtiene al producir 15 moles de hidrógeno.

AAccttiivviiddaadd ddee ccoonnssoolliiddaacciióónn

Figura 1.6En los laboratorios escolares los alumnos realizan cálcu-los estequiométricos para utilizar racionalmente las sus-tancias químicas en sus trabajos experimentales.

80

Sustancias puras y mezclas

Los científicos han clasificado las presentaciones naturales de la materia en dos grandesgrupos: sustancias puras y mezclas. Las sustancias puras están formadas por elemen-tos y por compuestos químicos; en tanto que las mezclas se subdividen en mezclashomogéneas y mezclas heterogéneas.

Se llaman eelleemmeennttooss qquuíímmiiccooss aquellas sustancias que no pueden descompo-nerse en otras sustancias más simples mediante reacciones químicas, por lo tanto, eloro, el hierro, el aluminio, el uranio, etc., son elementos químicos porque no puedendescomponerse en sustancias más sencillas. Ejemplo de sustancia que no es elementoquímico es el agua, pues puede descomponerse en hidrógeno y oxígeno. Así pues, si lasustancia estudiada está en la tabla periódica de los elementos químicos y tiene un símboloquímico, es un elemento químico.

Cuando un elemento químico se combina químicamente con otro elemento medianteuna reacción química forman un compuesto químico. Un ccoommppuueessttoo qquuíímmiiccoo es unasustancia formada por la combinación química de dos o más elementos químicos, además,cada componente siempre está presente en las mismas proporciones de masa.

Es importante recordar que cuando los elementos reaccionan para formar un com-puesto, pierden sus propiedades individuales y lo que se observa son las propiedades delcompuesto.

Los compuestos químicos pueden identificarse porque tienen un nombre y una fórmulaquímica que los identifica. Ejemplos de compuestos son: el agua,

H2O; el cloruro de sodio (la sal de cocina), NaCl; el óxido demercurio (II), HgO, etcétera.

Tanto a los elementos como a los compuestos químicosse les llama ssuussttaanncciiaass ppuurraass, pues tienen una composición

constante y definida, es decir, en cada muestra que tomemosde ellas sólo existe una sustancia.

Contrarias a las sustancias puras se encuentran lasmezclas. Las mm eezzccllaass son combinaciones físicas de sustan-cias puras, las cuales tienen composición variable. El azúcary el agua pueden mezclarse en proporciones variables, esdecir, el azúcar puede disolverse en el agua en diversas can-

tidades para dar muchas mezclas de diversas composiciones(Fig. 2.1).

Las mezclas pueden identificarse porque tienen nombre,pero no tienen fórmula química.

Las mezclas pueden ser clasificadas en homogéneasy heterogéneas. Las mm eezz ccllaass hhoommooggéénneeaass (del griegohomo � común y genos � origen), tienen sus propiedadesuniformes en cualquier parte de la mezcla. Lo anteriorquiere decir que si examinamos los componentes de una

Figura 2.1Una mezcla está formada porpartículas de soluto distribui-das entre las partículas del disolvente.

= molécula de disolvente= molécula de soluto

muestra de esta mezcla, por ejemplo, azúcar en agua, encontraremos las mismaspropiedades en la muestra que en toda la mezcla. Puede decirse que una mezcla ho-mogénea consiste de una fase, es decir, todas las muestras de la mezcla se ven igual. Unaff aassee se define como cualquier parte del ssiisstteemmaa, es decir, de la porción del universoen estudio, que tiene un conjunto de propiedades uniformes y composición particu-lares (Fig. 2.2). Ejemplos de estas mezclas son el azúcar o la sal de cocina disueltas enagua, el agua carbonatada (bióxido de carbono disuelto en agua), las disoluciones de

alcohol (etanol disuelto en agua) y el vinagre (áci-do acético disuelto en agua). Ocasionalmente lossólidos pueden disolverse en otros sólidos paraformar mezclas homogéneas, las llamadas diso-luciones sólidas, tal es el caso del latón, que esuna disolución sólida de zinc disuelto en cobre.A las disoluciones sólidas de los metales se les

llama aalleeaacciioonneess.Una mmeezzccllaa hheetteerrooggéénneeaa (del

griego heteros � diferente y genos �

origen) no es uniforme. Si toma-mos muestras de una mezcla de aceite y aguaencontraremos que en una parte sólo existenpropiedades del aceite, en otra sólo propiedadesdel agua, mientras que en otra más existen tantopropiedades del aceite como del agua. Esta mez-cla consiste de dos fases: el aceite y el agua; siagitamos la mezcla, el aceite forma muchas go-titas, pero todas ellas se consideran que formanuna misma fase porque las propiedades de cada

gotita son iguales. Es decir, después deagitar la mezcla aceite-agua, seguimosteniendo dos fases. En una mezcla hetero-génea tenemos dos o más fases.

Las propiedades físicas de las mezclas sondiferentes a las mostradas porsus componentes aislados; sinembargo, estas características

se utilizan en forma práctica. Elacero, que es una mezcla de hierro,carbono y otros elementos quími-cos, cuando se combina en propor-ciones adecuadas presenta dureza

y resistencia muy diferentes alas del hierro solo.

Sustancias puras y mezclas 81

Agua

1 Agua

1 Disolución de sal y agua

AguaArena2

Sistema Fases

Agua salada

Aceite y agua

Agua y arena

Aceite,agua líquida y hielo

Agua mineraly hielo

Aceite, hielo,agua saladay granito

AceiteAgua2

AceiteAgua líquidaHielo

3

HieloAgua líquidaDióxido de carbono gaseoso

3

AceiteHieloDisolución de sal y aguaCuarzoMicaFeldespato

6

Figura 2.2Representación de diferentes sistemas con diferente número de fases.

Repaso y compruebo mis conocimientos

262

IIII.. Escribe la información solicitada.a) El reactivo que acepta electrones se llama_______________________.

b) El reactivo que posee electrones y busca compartirlos se llama____________________.

c) Escribe un ejemplo de un átomo con orbitales vacíos, un átomo con un parde electrones por compartir, una partícula positiva y una partícula negativa.Clasifica cada ejemplo en electrófilo y nucleófilo.

IIIIII.. Clasifica las siguientes partículas en electrófilos y nucleófilos.

a) (H3O)1� e) (NO2)1�

b) (CN)1� f) Cl1�

c) CH2�CH2 g) CH3⎯CH21�

d) CH3⎯NH2 h) CH31�

IIVV.. En las siguientes fórmulas, supón una ruptura homolítica en el enlace señaladoy escribe el tipo de partículas que se formarán.

a) CH3 : CH3 e) CH3⎯CH : CH3b) H : H

CH3c) H3C : CH2⎯CH3d) Br : Br

Nucleófilo • considera • polaridad • Tipo de agente o reactivo • puede ser • clasificar las reacciones • permiten • pueden ser

• Reactividad Química Orgánica • Ruptura de enlaces • Intermediarios de reacción • Homolíticas • efecto eutérico • Eliminación • Tipo de intermediario • simetría molecular

• Radical libre • Heterolíticas • sustitución • considera • Factores que la modifican • puede ser • Carboanión • Oxidación • Adición • puede ser • Electrófilo • Reducción • Carbocatión • en

¨

II.. Para practicar la elaboración de mapas conceptuales, te sugerimos que escribaslos siguientes conceptos clave en el lugar que consideres adecuado en el mapapropuesto. Los conceptos son: