(Duración: 40 hrs.)

El estudio de la naturaleza cuantitativa de las fórmulas químicas y las reacciones químicas es conocida como estequiometría, palabra derivada del griego stoicheion ("elemento") y metron ("medida"). A finales del siglo XVIII Antoine Lavoisier observó que la masa total de todas las sustancias presentes después de una reacción química es igual a la masa total antes de la reacción. Esta observación, conocida como ley de conservación de la masa, es una de las leyes fundamentales del cambio químico. En 1789 Lavoisier publicó un libro de texto de química en el que afirmaba: "Podemos asentar como axioma incontrovertible que, en todas las operaciones del arete y la naturaleza, nada se crea; existe una cantidad igual de materia tanto antes como después del experimento." Con el advenimiento de la teoría atómica, los químicos comenzaron a entender las bases de esta ley: los átomos no se crean ni se destruyen durante ninguna reacción química. La misma colección de átomos está presente antes y después de una reacción. Los cambios que ocurren durante cualquier reacción sólo implican un reacomodo de los átomos.

La estequiometría es una herramienta indispensable en química y por lo tanto de la ingeniería química, una vez analizados los diversos tipos de reacciones se pueden estudiar los aspectos cuantitativos de las mismas (la cantidad en las que estas reacciones forman productos), es decir; trata de los cambios matemáticos de fórmula molecular a fórmula-gramos, de fórmula-gramos a fórmula molecular, y de fórmula porcentual (análisis) a fórmula molecular,  por lo tanto para interpretar una reacción cuantitativamente, se requiera aplicar el conocimiento de las masas molares y el concepto de mol, éste se basa en el hecho de que los coeficientes estequiométricos en una ecuación química se interpretan como el número de moles de moléculas de cada sustancia presentes en un sistema reaccionante. Problemas tan diversos como medir la concentración de ozono en la atmósfera, determinar el rendimiento potencial de oro de una mena o la  evaluación de diferentes procesos para convertir carbón en combustibles gaseosos implican aspectos de estequiometría.

Capacitar a los alumnos en el empleo de la Estequiometría enfocándola al trabajo de laboratorio, para su posterior manejo en la materia de balance de masas.

Objetivos

      Al terminar esta unidad, el alumno será capaz de:

1. Balancear ecuaciones químicas.

2. Interpretar el significado cualitativo y cuantitativo de una ecuación química balanceada

3. Deducir las relaciones masa/masa y masa/volumen de las ecuaciones individuales en una ecuación química

4. Realizar cálculos químicos que involucren:

   • Reactivos químicamente puros

   • Reactivos y productos con determinado grado de pureza

   • Exceso de reactivo y reactivo limitante en una reacción

   • Rendimiento o eficiencia de una reacción

   • Soluciones molares, normales, porcentuales, de relación numérica y dilución de soluciones

5. Realizar los experimentos propuestos en esta unidad

6. Aplicar al realizar los experimentos

   • Los cálculos estequiométricos involucrados en cada experimento

   • Las técnicas de laboratorio que requiere cada uno de los experimentos

Contenido teórico

1. Estequiometría y reacciones

2. Consideraciones generales para los cálculos estequiométricos

    

   • Valencia y número de oxidación

   • Concepto de oxido reducción

   • Ajuste o balance de ecuaciones

     • Método del número de oxidación

     • Método del ión electrón

      

3. Cálculos químicos o estequiométricos

    

   • Empleando Sustancias químicamente puras

   • Empleando sustancias con un cierto grado de pureza

   • Exceso de reactivo - reactivo limitante

   • Rendimiento teórico y real de una reacción

                       (Eficiencia de una reacción)

    

4. Disoluciones

    

   • Clasificación de disoluciones

   • Concentración de disoluciones

     • Unidades físicas

     • Unidades químicas

     • Dilución de disoluciones

1.      D. A. Skoog, "Fundamentos de Química Analítica", Reverte, Barcelona, 1988, pp. 981  

2.      J. B. Umland, Química General, 3ª. Edición, Editorial Thomson Learning, México, 2000, pp. 1016.

3.      P. Atkins, "QUÍMICA, molécula, materia, cambio", 3ª. Ed., Omega, Barcelona, 1998, pp. 910.

1. O. A. Hougen, et al, Principios de los Procesos Químicos, Parte I, Balance de Materia y Energía, Editorial Reverte S.A., España, 1980, 555 PP

1.      N.A. Lange and G.M. Forker, Handbook of Chemistry, McGraw-Hill, New York, 1961.

2.      E. R. Planket, Manual de Toxicología Industrial, Urmo, S A , Bilbao, España, 1974

3.      The Van Nostrand Chemsit's Dictionary, D. V. Nostrand Co, Inc., New York, 1963

4.      M Windholz et al, The Merck Index, Ed Merck and Co., Inc Rahvay, New York, 1976

1.      G. H. Ayres, Análisis Químico Cuantitativo, Ed. Harla, México, 1978.

2.      D. V. Skoog, Fundamentos de Química Analítica, Reverte, Barcelona, 1988, pp. 981.

3.      R. L. Pecsok, L. D. Shields, Métodos Modernos de Análisis Químicos, Limusa México, 1983 p. 32 a 34.

4.      E. Rodríguez S., Técnicas Químicas de Laboratorio, Ed Gustavo Gili, S. A. Barcelona, España, 1972

5.      D. C. Harris, Exploring Chemical Analysis, Ed. W.H. Freeman, USA, 1997, pp. 476.

6.      R. A. Day, Química analítica cuantitativa, Prentice-Hall, México, 1989, pp. 841.

1.     Seguridad en los Laboratorios de Prácticas, Universidad de Alcalá, 1995, Comisión de Seguridad y Salud Laboral

     http://www2.uah.es/edejesus/seguridad.htm

2.     ... STOICHIOMETRY: AN INTERNET BASED LESSON PLAN Goal: Students will learn ... the functionality and need for stoichiometry. Quantitative...
http://www.gsu.edu/~mstjrh/stoichiometry.html

3.      ¿Qué es la estequiometría?

     http://www.tecnun.es/Asignaturas/quimica/Curso0/estequiometr%C3%ADa.htm

4.     Estequiometría

     http://www.caminantes.metropoliglobal.com/web/quimica/esteq.htm

5.      Estequiometría y determinación del % en peso

     http://www.ur.mx/cursos/diya/quimica/jescobed/lab03.htm

6.      Nomenclatura y estequiometría

     http://www.edulat.com/diversificado/quimica/4to/22.htm

7.       Estequiometría, Ecuaciones químicas

     http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-02.html

8.       Cálculos en estequiometría

     http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-03.html