Estequiometría

La estequiometría (del otro griego στοιχεῖον "elemento" + μετρέω "medida") es un sistema de leyes, reglas y términos que fundamentan los cálculos de la composición de sustancias y relaciones cuantitativas [relativas] entre masas ( volúmenes de gases ) de sustancias en reacciones químicas . La estequiometría incluye encontrar fórmulas químicas , elaborar ecuaciones de reacciones químicas , cálculos utilizados en química preparativa y análisis químico [1] [2] [3] .

Etimología

El término "estequiometría" fue introducido por I. Richter en el libro "Los comienzos de la estequiometría o el arte de medir elementos químicos" (JB Richter. Anfangsgründe der Stöchyometrie oder Meßkunst chymischer Elemente . Erster, Zweyter und Dritter Theil. Breßlau und Hirschberg , 1792-93), resumiendo los resultados sus definiciones de las masas de ácidos y bases en la formación de sales [4] .

El término proviene de las antiguas palabras griegas stoicheon (στοιχεῖον - "elemento") y metron (μέτρον - "medida"). La palabra "estequiometría" fue utilizada por el patriarca Nicéforo de Constantinopla para indicar el número de líneas en el Nuevo Testamento canónico y algunos apócrifos.

Definición

El concepto de estequiometría se refiere tanto a compuestos químicos como a reacciones químicas. Las proporciones en las que, según las leyes de la estequiometría, reaccionan las sustancias se denominan estequiométricas , y también se denominan los compuestos correspondientes a estas leyes. En los compuestos estequiométricos, los elementos químicos están presentes en proporciones estrictamente definidas (compuestos de composición estequiométrica constante, también son daltónidos ). Un ejemplo de compuestos estequiométricos es el agua H 2 O, la sacarosa C 12 H 22 O 11 y casi todos los demás compuestos orgánicos , así como muchos compuestos inorgánicos .

Al mismo tiempo, muchos compuestos inorgánicos, por diversas razones, pueden tener una composición variable ( berthollides ). Las sustancias para las que se observan desviaciones de las leyes de la estequiometría se denominan no estequiométricas [1] . Así, el óxido de titanio (II) tiene una composición variable [5] , en la que un átomo de titanio puede tener de 0,65 a 1,25 átomos de oxígeno. Bronce de tungsteno de sodio [6] (relacionado con los bronces de óxido , tungstato de sodio ) a medida que se elimina el sodio, cambia su color de amarillo dorado (NaWO 3 ) a azul verdoso oscuro (NaO • 3WO 3 ), pasando por rojo intermedio y púrpura colores [7] . E incluso el cloruro de sodio puede tener una composición no estequiométrica, adquiriendo un color azul con un exceso de metal [8] . Las desviaciones de las leyes de la estequiometría se observan para las fases condensadas y están asociadas con la formación de soluciones sólidas (para sustancias cristalinas ), con la disolución de un componente de reacción en exceso en un líquido o disociación térmica del compuesto resultante (en la fase líquida , en el derretimiento ).

Si las sustancias iniciales entran en interacción química en proporciones estrictamente definidas y, como resultado de la reacción, se forman productos cuya cantidad se puede calcular con precisión, entonces tales reacciones se denominan estequiométricas y las ecuaciones químicas que las describen  se denominan ecuaciones estequiométricas. . Conociendo los pesos moleculares relativos de varios compuestos, es posible calcular en qué proporciones reaccionarán estos compuestos. Relaciones molares entre sustancias: los participantes en la reacción muestran los coeficientes, que se denominan estequiométricos (también son los coeficientes de las ecuaciones químicas, también son los coeficientes de las ecuaciones de las reacciones químicas) [9] [10] . Si las sustancias reaccionan en una proporción de 1:1, entonces sus cantidades estequiométricas se llaman equimolares .

La estequiometría se basa en las leyes de conservación de la masa , los equivalentes , la ley de Avogadro , Gay-Lussac , la ley de la constancia de la composición , la ley de las razones múltiples . El descubrimiento de las leyes de la estequiometría, en sentido estricto, marcó el comienzo de la química como ciencia exacta. Las reglas de la estequiometría son la base de todos los cálculos relacionados con las ecuaciones químicas de las reacciones y se utilizan en química analítica y preparativa, tecnología química y metalurgia .

Las leyes de la estequiometría se utilizan en los cálculos relacionados con las fórmulas de las sustancias y para encontrar el rendimiento teóricamente posible de los productos de reacción. Considere la reacción de combustión de la mezcla de termitas :

Fe 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Fe.

¿Cuántos gramos de aluminio necesitamos para completar la reacción con 85,0 gramos de óxido de hierro (III)?

Así, para llevar a cabo la reacción con 85,0 gramos de óxido de hierro (III), se necesitan 28,7 gramos de aluminio .

Véase también

Notas

  1. ↑ 1 2 Enciclopedia química, volumen 4, 1995 , p. 437.
  2. ↑ TSB, 1.ª ed., Vol. 52, 1947 , pág. 885.
  3. ↑ TSB, 2.ª ed., Vol. 40, 1957 , pág. 641.
  4. ↑ Richter, JB Anfangsgründe der Stöchyometrie oder Meßkunst chymischer Elemente  : [ Alemán. ] . - Breslau y Hirschberg, (Alemania): Johann Friedrich Korn der Aeltere, 1792. - Vol. vol. 1. - P. 121. Archivado el 7 de enero de 2022 en Wayback Machine .
  5. ↑ Remy G., Curso de química inorgánica, volumen 2, 1966 , p. 73.
  6. ↑ Enciclopedia química, volumen 1, 1988 , p. 321.
  7. ↑ Ripan R., Chetyanu I., Inorganic Chemistry, volumen 2, 1972 , p. 378.
  8. ↑ Nekrasov, Vol. 2, 1973 , pág. 232.
  9. ↑ En termodinámica química , los coeficientes estequiométricos de los materiales de partida (reactivos) se consideran negativos
  10. ↑ Nijmeh, José; Tye, Mark Estequiometría y reacciones de equilibrio . LibreTexts (2 de octubre de 2013). Consultado el 5 de mayo de 2021. Archivado desde el original el 22 de abril de 2021.

Literatura