Fundamentos de Química: Conceptos Esenciales y Leyes Químicas

Conceptos Fundamentales de la Materia

Sustancias Puras y Mezclas

Sustancias Puras

Las sustancias puras son aquellas que tienen una composición y propiedades constantes, y que no pueden descomponerse en otras más sencillas por métodos físicos.

Mezclas

Las mezclas son agregados de dos o más sustancias que no reaccionan entre sí y que pueden separarse mediante procesos físicos.

Leyes Fundamentales de la Química

Leyes Ponderales

Ley de Conservación de la Masa (Lavoisier)

Según Lavoisier: En cualquier reacción química, la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos de la reacción. La materia ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

Ley de las Proporciones Definidas (Proust)

Según Proust: Cuando dos o más elementos se combinan entre sí para formar un determinado compuesto, lo hacen siempre en una proporción de masa constante.

Ley de las Proporciones Múltiples (Dalton)

Según Dalton: Cuando dos elementos se combinan entre sí para formar compuestos diferentes, las masas de uno de los elementos combinados con una misma masa del otro guardarán entre sí una relación de números enteros sencillos.

Leyes Volumétricas

Ley de los Volúmenes de Combinación (Gay-Lussac)

La Ley de los Volúmenes de Combinación (atribuida a Gay-Lussac) establece que, en iguales condiciones de presión y temperatura, los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen en una reacción química guardan entre sí una relación de números enteros sencilla.

Hipótesis de Avogadro

La Hipótesis de Avogadro postula dos principios fundamentales:

1. Volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen idéntico número de partículas.
2. Las partículas de los gases elementales no son átomos, sino moléculas diatómicas (para muchos gases comunes como H₂, O₂, N₂, Cl₂).

Conceptos Cuantitativos en Química

Unidades de Masa y Cantidad de Sustancia

Masa Atómica

Debido a las dimensiones tan reducidas de los átomos, sus masas son muy pequeñas. Para trabajar con mayor comodidad, se ha definido la Unidad de Masa Atómica (UMA) como la doceava parte del isótopo de carbono-12.

Masa Molecular

Como las moléculas están formadas por átomos y estos tienen masa, también la tendrán las moléculas. A esta masa se le llama masa molecular y se obtiene sumando las masas atómicas de todos los átomos que componen la molécula, multiplicando cada masa atómica por el número de veces que aparece el átomo en la fórmula.

Mol

Un mol de una sustancia es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) como átomos hay en 12 gramos del isótopo de carbono-12. Este número es conocido como el Número de Avogadro (aproximadamente 6,022 x 10²³ entidades/mol).

Propiedades de los Gases

Volumen Molar

El volumen molar es el volumen que ocupa 1 mol de cualquier gas en condiciones normales de presión y temperatura (CNPT), es decir, a 0 °C (273.15 K) y 1 atm de presión. Este volumen es igual a 22,4 L y, según la definición de mol, contiene 6,022 x 10²³ partículas.

Ley de Dalton de las Presiones Parciales

La presión total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas componente, asumiendo que no hay reacciones químicas entre ellos.