Laboratorio de Química General I

Laboratorio de Química General I
Facultad de Química
Elementos, compuestos y la reacción química, una forma de representarlos
Problemas

Realizar representaciones mediante el uso de clips para diferenciar un elemento de un
compuesto.

Realizar representaciones de ecuaciones químicas mediante el uso de clips.

Estudiar la teoría atómica de Dalton y sus cinco postulados a través de las representaciones con
los clips.
Cuestionario Previo
1. ¿Qué dice la teoría atómica de Dalton?
2. ¿Por qué la teoría atómica de Dalton da una explicación convincente a hechos como la ley de la
conservación de la materia, la ley de las composiciones definidas y la de las proporciones
múltiples?
3. ¿Cuáles son los postulados de la teoría de Dalton y en qué consisten?
Procedimiento experimental
Vas a trabajar con clips de diferentes colores. Un clip de un color representara un átomo de un
elemento y un clip de otro color representara a otro átomo de otro elemento y mientras más clips de
diferentes colores tengas, más átomos de diferentes elementos tendrás. Así podrás simbolizar un
elemento, un compuesto y hasta plasmar una reacción química.
De acuerdo con esta explicación, una barra de plata y de una barra de aluminio se verán
representadas como se ve en la figura 1. Nótese que los átomos de plata son iguales entre sí, siendo
los átomos de plata distintos a los átomos de aluminio.
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Figura 1. Representación esquemática de dos elementos diferentes
Asimismo, si un elemento A se representa en unidades de 3 átomos lo indicamos como A 3,
y lo representamos como 3 clips unidos. Cualquiera de las dos representaciones de la figura 2 la
consideramos correcta. Lo importante es que quede claro que los átomos se encuentran unidos
formando moléculas trinucleares.
Por otra parte, debemos diferenciar 3A (3 átomos individuales), de A3 (moléculas
trinucleares). Véase la figura 3.
Figura 2. Dos formas de representar una molécula trinuclear A3. Figura 3. 3A no es lo mismo que A3.
Con esta introducción y con lo que ya estudiaste acerca de la teoría atómica de Dalton,
utiliza toda tu imaginación y representa esquemáticamente lo que se te pide.
Elementos
La teoría atómica nos permite definir a los elementos como sustancias formadas por un solo tipo de
átomo. En una ecuación química, que es la forma simbólica de describir una reacción química, los
elementos se representan por su símbolo, que a veces incluye un subíndice. El subíndice en este
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caso, es un número que indica si el elemento se presenta en la naturaleza con sus átomos asociados
formando unidades de dos o más átomos a las que llamamos moléculas o, si es una agrupación de
átomos individuales. En este caso el subíndice es uno y no se acostumbra ponerlo.
Investiga cómo se encuentran en la naturaleza los siguientes elementos y represéntalos con
clips, dibújalos en los espacios correspondientes, escribe su fórmula:
Una porción de nitrógeno
atmosférico.
Fosforo.
Cobre metálico (una lámina de cobre)
Azufre
Ozono
Compuestos
Los compuestos son sustancias formadas por átomos de al menos dos elementos diferentes; es decir,
presentan asociados químicamente dos tipos de átomo como mínimo.
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En esta oportunidad usaremos la fórmula empírica y la fórmula molecular para representar a
los compuestos, pues son las que se utilizan habitualmente en las ecuaciones químicas que a su vez
representan a las reacciones químicas.
La fórmula empírica indica la proporción atómica en que se encuentran asociados los
átomos de los elementos que conforman un compuesto.
Esta fórmula no indica cómo están
dispuestos estos átomos.
En los siguientes recuadros se indica la proporción atómica de unos compuestos, en base a
eso propón una formula empírica, escríbela y represéntala con los clips.
Cloruro de sodio. Na/Cl = 1/1
Cloruro de calcio. Ca/Cl = 1/2
La Fórmula molecular se caracteriza por estar constituida por un conjunto de moléculas
idénticas. Un compuesto tetranuclear formada por dos átomos de un tipo y otros dos átomos de otro
tipo sería un ejemplo de formula molecular. Nótese que la fórmula empírica de dicho compuesto
seria el compuesto dinuclear formado por un átomo de un tipo más otro átomo de otro tipo.
El etano y el peróxido de hidrogeno son compuestos moleculares de fórmulas C2H6 y H2O2
respectivamente. Represente con clips las estructuras de estos compuestos y escribe su fórmula
empírica.
Etano
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Peróxido de hidrogeno
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¿Cómo representarías por medio de clips las fórmulas moleculares de cloruro de sodio y
cloruro de calcio? Dibújalas a continuación:
Cloruro de sodio.
Cloruro de calcio.
La ecuación química
Veamos la reacción de un elemento A con un elemento B sabiendo que lo hacen en una proporción
atómica A/B = 1/3. Se utiliza una ecuación como la siguiente que representa simbólicamente lo
ocurrido:
La ecuación presenta a la izquierda de la flecha a los reactantes, o sustancias de partida,
representados por los símbolos de los elementos correspondientes y a la derecha, el o los productos
formados, representados por su fórmula correspondiente. Esta ecuación no informa la velocidad
con que transcurre la reacción entre A y B ni cómo se llega al producto AB3. En ambos miembros
de la ecuación debe haber el mismo número de átomos de cada elemento, es decir, debe estar
balanceada o equilibrada. Con este objeto se usan números llamados coeficientes, el coeficiente 3
que antecede a B significa que tres átomos de B reaccionan con uno de A. Cuando el coeficiente es
1 no se escribe. La fórmula AB3 indica que se trata de un compuesto que presenta asociados los
elementos A y B en una proporción atómica 1 a 3 lo cual se indica usando subíndices. Cuando el
subíndice es 1 no se escribe. Cuando se hace reaccionar a los elementos A y B, se ponen en
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contacto en condiciones experimentales adecuadas un número inmenso de átomos de cada
elemento. La ecuación no indica el número real de átomos participantes sino la proporción mínima
en la que reaccionan.
¿Cómo representarías por medio de clips la reacción química que acabamos de describir?
Dibújala a continuación:
A + 3B  AB3
Si para la misma reacción se nos informara que el elemento A presenta sus átomos
asociados en unidades de 2 átomos (moléculas dinucleares), que el elemento B es un agregado de
átomos individuales, y que el compuesto es una molécula que tiene fórmula AB3, escribe la
ecuación química y represéntala por medio de clips:
Si ahora se nos indica que el elemento B también se presenta asociado en moléculas
dinucleares, la ecuación respectiva y su representación por medio de clips seria:
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Escriba la ecuación química representada por clips que se muestra en la figura 4.
Figura 4. ¿Cuál es la reacción?
Descubra el error de las figura 5 y 6, ¿en qué consisten los errores?
Escribir los errores
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Figura 5. ¿Cuál es el error?
Figura 6. ¿Cuál es el error?
La reacción de los elementos T y R da como resultado un compuesto de fórmula molecular
TR4. Se sabe que T se presenta como un agregado de átomos individuales y que R lo hace en
moléculas trinucleares. Escribir la ecuación química y represéntala con clips.
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La reacción de los elementos Z y W da como resultado un compuesto de fórmula Z2W3.
Se sabe que Z es un elemento molecular trinuclear y W es un elemento molecular dinuclear.
Escriban la ecuación de la reacción y su representación usando clips.
Se hace reaccionar azufre y hierro. El azufre está formado por moléculas octanucleares y el
hierro por un conjunto de átomos individuales. Se sabe que reaccionan formando un compuesto de
fórmula empírica FeS.
a) Si se ponen en contacto azufre y hierro en una proporción de 1 molécula de azufre por 8
átomos de hierro, represente con clips la situación inicial y la situación final.
Situación inicial
Situación final
b) Si se ponen en contacto azufre y hierro en una proporción de 3 moléculas de azufre por 26
átomos de hierro, represente con clips la situación inicial y la situación final.
Situación inicial
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Situación final
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c) Si se ponen en contacto azufre y hierro en una proporción de 5 moléculas de azufre por 32
átomos de hierro, represente con clips la situación inicial y la situación final.
Situación inicial
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Situación final
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