Contenidos a desarrollar: Reacciones de combustión de Hidrocarburos
Explicación: Realización de cálculos estequiométricos en reacciones de combustión.
Materiales y recursos:
Conexión a Internet, celular, computadora.
Química:
Estequiometría de los hidrocarburos
Masa Atómica Relativa (Ar)
La masa atómica relativa es un número que nos indica cuántas veces es mayor la masa de un átomo que 1 uma, y es la doceava parte de la masa de un átomo de carbono.
Masa Molecular Relativa (Mr)
Es el número que me indica cuántas veces es mayor la masa de una molécula que 1 uma. Para calcularla, se suman las masas atómicas relativas de todos los átomos que constituyen la molécula.
Ejemplo: NH3 → H = 1 uma * 3 átomos = 3 uma
N = 14 uma * 1 átomo = 14 uma Mr = 17 uma
Estequiometría
La Estequiometría es la parte de la química que se ocupa de calcular las masas y/o volúmenes de las sustancias que intervienen en una reacción química.
Concepto de Mol
Un mol es la cantidad de materia que contiene 6,02 x 1023 partículas elementales (átomos, moléculas, iones, partículas subatómicas). Este número de partículas, 6,02 x 1023 fue obtenido luego de muchos experimentos y se conoce con el nombre de número de Avogadro (NA), en honor al científico italiano del mismo nombre.
Masa de un Mol o Masa Molar: Es la masa atómica relativa de un elemento expresada en gramos.
La masa molar de un compuesto es la masa molecular relativa expresada en gramos
H2SO4 = 98 UMA
1 MOL = 98 g = 6,02 x 1023 moléculas.
Reacciones Químicas
Son transformaciones o cambios que experimentan las sustancias, de los cuales resultan sustancias diferentes.
Ejemplos: la combustión de la leña, la oxidación del hierro, la fotosíntesis, etc.
Ecuación química
Es la representación de los cambios que se producen en las moléculas de las sustancias que intervienen en una reacción química.
Las sustancias que intervienen en una reacción química se denominan reactivos.
La/s sustancia/s que se producen en una reacción química se denominan producto/s.
A + B C
Se lee de la siguiente manera: el reactivo A se combina con el reactivo B para formar el producto C.
Durante una reacción química la materia no se crea ni se destruye, es por eso que en ciertas ocasiones delante de las fórmulas químicas se ponen números llamados coeficientes estequiométricos, que indican la cantidad de moles que intervienen en la reacción.
Reacción de Combustión: es una reacción de mucha importancia y al producirse se desprende gran cantidad de energía. En todos los casos el producto de la reacción es dióxido de carbono y agua. Ej. Combustión del octano (nafta).
Luego de escribir la ecuación, la balanceamos y nos queda de la siguiente manera:
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O
Se lee así: dos moles de octano reaccionan con veinticinco moles de oxígeno para producir dieciséis moles de dióxido de carbono y dieciocho moles de agua.
Lo que debemos hacer ahora es calcular las masas que reaccionan, es decir la relación que existe entre entre los gramos de reactivos y productos. Para eso utilizamos herramientas que nos brinda la Matemática. Lo que hacemos es sumar la masa de cada elemento que forma la molécula multiplicado por su subíndice y en este caso multiplicarlo por la cantidad de moles que reaccionan (coeficientes).
Debemos para ello saber las masas atómicas de cada elemento C=12 g; H=1 g; O=16 g..
Recordar: para comprobar que hemos hecho las cosas bien la masa de reactivos debe ser igual a la masa de los productos. “La masa no se puede crear ni destruir”
Algunos Problemitas:
1) Para cocinar un pollo al horno consumo 1,5 kilogramos de gas natural (metano). Averiguar cuántos gramos de CO2 se liberaron suponiendo que la combustión fue totalmente completa y calcular además cuántos gramos de oxígeno se consumieron en el proceso.
Resolución: https://youtu.be/kuQQvPIeuYI
2) A partir de la combustión completa de una garrafa de 10 kilogramos compuesta por un 60% de propano y un 40 % de butano, averiguar cuántos gramos CO2 se liberaron y cuantos gramos de oxígeno se consumieron en el proceso.
3) Sabiendo que la densidad de la nafta súper (octano) es de 0,74 g/cm3 y consumí 37 litros (27,38 Kg) para llegar a Mar del Plata, ¿Cuántos litros de oxígeno de la atmósfera utilicé? Dato: cada mol de oxígeno tiene un volumen de 22,4 litros en CNPT.
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