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Cálculos químicos

3.4 Cálculos químicos

en los que intervienen gases

Hasta este momento se ha hecho alusión a los procedimientos empleados para re-
solver problemas en los que intervienen sólidos y líquidos o sistemas combinados de
ellos; sin embargo, son muy frecuentes las reacciones en estado gaseoso. Aunque en
la unidad de gases se discutirá con mayor profundidad este tema, vamos a mencio-
nar de manera rápida algunos conceptos importantes para la elaboración de cálculos
Figura 46. Cuando se realizan
cálculos en sistemas gaseosos estequiometricos basados en sistemas gaseosos (figura 46).
es importante determinar con
exactitud la temperatura 3.4.1 La hipótesis de Avogadro
y la presión del sistema.
En 1811, Amadeo Avogadro (1776–1856) relacionó la teoría de Dalton y las expe-
riencias de Gay–Lussac al proponer las dos hipótesis siguientes:
n Las últimas partículas de los gases elementales no son átomos individuales sino
agregados de dos átomos (moléculas). Hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, entre otros,
son gases diatómicos.
n Volúmenes iguales de todos los gases, bajo las mismas condiciones de presión y tem-
peratura, contienen un número idéntico de moléculas.
El principio de Avogadro permitió establecer el concepto de átomo y molécula: un
átomo es la parte más pequeña de un elemento químico y una molécula es la parte
más pequeña, con existencia individual estable, de una sustancia pura.
Volumen Las moléculas se diferencian unas de otras por el número y tipo de los átomos que
G as Masa
en C.N. las forman, así como por la manera en que dichos átomos se disponen. Una sustancia
1 mol 4 g 22,4 L pura está formada por un solo tipo de moléculas y estas son iguales entre sí.
de helio
1 mol de 2 g 22,4 L 3.4.2 El volumen molar
hidrógeno
1 mol 44 g 22,4 L Es el volumen que ocupa el mol de cualquier gas, medido en condiciones normales de
de dióxido presión y temperatura (760 mm Hg de presión, es decir, 1 atm y 0 °C de temperatura),
de carbono dicho volumen tiene un valor de 22,4 litros (figura 47).
1 mol 58 g 22,4 L Cuando en una reacción alguno o todos los reaccionantes y los productos son gases,
de butano las relaciones entre especies gaseosas pueden obtenerse utilizando la ley de Gay-
Lussac de los volúmenes de combinación, el principio de Avogadro y el concepto de
Figura 47. Volumen molar
de algunos gases. volumen molar. Veamos.

EJEMPLOS
¿Qué volumen de O en condiciones normales De la ecuación balanceada tenemos que: 2 mol de
2
(C.N.) se forma cuando se descomponen térmica- KClO producen 3 mol de O , establecemos entonces
3
2
mente 73,56 g de KClO , de acuerdo con la siguiente la relación molar así:
3
ecuación: x moldeO 2 5 0,6mol KClO 3 ? 3mol O 2
KClO 3(s) 1 calor KCl 1 O 2(g) 2mol KClOO 3
(s)
Primero balanceamos la ecuación: x 5 0,9mol de O 2
2KClO 1 calor 2KCl 1 3O Como la pregunta del problema hace referencia al
3 2
Luego convertimos los gramos de KClO en moles. volumen ocupado por el oxígeno en condiciones
3
normales, tenemos:
x molKClO 3 5 73,56 gKClO 3 ? 1mol KClO 3 22,4L O 2
122,5 ggKClO 3 VolumenO en C.N. 5 0,9mol O 2 ?
2
1mollO 2
5 0,6mol KCllO 3
x 5 20,16 LO 2
132 © Santillana

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