Fundamentos de Química: Materia, Leyes Ponderales y Estequiometría Básica

Clasificación de la Materia: Sustancias Puras y Mezclas

Sustancias Puras

Una sustancia pura es cualquier clase de materia que presenta una composición y unas propiedades fijas en una porción cualquiera de la misma, con independencia de su procedencia.

Elementos y Compuestos

• Sustancia Simple (Elemento): Es cualquier sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias más sencillas, ni siquiera utilizando los métodos químicos habituales.
• Compuesto: Es cualquier sustancia pura formada por dos o más elementos diferentes, combinados siempre en una proporción fija, separable únicamente por métodos químicos.

Mezclas

Las mezclas son combinaciones de dos o más sustancias puras, cada una de las cuales mantiene su propia composición y propiedades, que pueden ser separadas mediante procedimientos físicos.

Tipos de Mezclas

• Mezcla Homogénea (Disolución): Presenta unas propiedades y una composición uniformes en todas sus porciones.
• Mezcla Heterogénea: Los componentes que la forman están físicamente separados y pueden observarse a simple vista o con un microscopio óptico.

Leyes Fundamentales de las Combinaciones Químicas (Leyes Ponderales)

Las Leyes Ponderales son las leyes generales que rigen las combinaciones químicas. Se basan en la experimentación y miden cuantitativamente la cantidad de materia que interviene en las reacciones químicas.

1. Ley de Conservación de la Masa (Lavoisier)

   En cualquier reacción química que tenga lugar en un sistema cerrado, la masa total de las sustancias allí existentes se conserva.

2. Ley de las Proporciones Definidas (Proust)

   Cuando se combinan químicamente dos o más elementos para dar un determinado compuesto, lo hacen en una proporción fija con independencia de su estado físico y forma de obtención.

3. Ley de las Proporciones Múltiples (Dalton)

   Dos elementos pueden combinarse en más de una proporción para dar compuestos distintos. En ese caso, si se fija la cantidad de uno de ellos, las cantidades variables del otro que se combinan guardan entre sí una relación de números enteros sencillos.

Teoría Atómica de Dalton y Ley de Gay-Lussac

Postulados de la Teoría Atómica

1. Los elementos químicos están formados por partículas pequeñísimas, llamadas átomos, que son indivisibles e inalterables.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son iguales y, por tanto, tienen la misma masa y propiedades, mientras que los átomos de diferentes elementos tienen distinta masa y propiedades.
3. Los compuestos químicos están formados por la unión de átomos de diferentes elementos, y estos átomos se combinan entre sí en una relación de números enteros sencillos.
4. Los átomos no se crean ni se destruyen en una reacción química; solo se redistribuyen.

Ley de Gay-Lussac sobre los Volúmenes de Combinación

Cuando los gases se combinan para formar compuestos gaseosos, los volúmenes de los gases que reaccionan y los de los gases que se forman, medidos ambos en las mismas condiciones de presión y temperatura, mantienen una relación de números enteros sencillos.

Conceptos Fundamentales de Estequiometría

Fórmula Química y Masas

• Fórmula Química: Representa los elementos que contiene una sustancia, así como la relación en la que se encuentran los átomos de dichos elementos (su composición química).
• Masa Atómica Relativa: Es la masa que le corresponde a un átomo de ese elemento cuando se lo compara con un átomo patrón, el carbono-12.
• Unidad de Masa Atómica (uma): Se define como 1/12 de la masa del átomo de carbono-12.
• Masa Molecular: Es la suma de las masas atómicas de los elementos de la fórmula, multiplicadas cada una por el número de veces en que está presente el elemento.

El Mol y la Masa Molar

• El Mol: Es la cantidad de sustancia que contiene tantas unidades elementales como las que hay en 0,012 kg (12 g) de carbono-12.
• Masa Molar (M): Es la masa de un mol de átomos, moléculas, iones, etc. Se representa mediante la letra M y se expresa en kg/mol o en g/mol.

Composición y Fórmulas

• Composición Centesimal: Indica el porcentaje en masa de cada elemento presente en un compuesto.
• Fórmula Empírica: Es aquella que indica la relación más sencilla en la que están combinados los átomos de cada uno de los elementos.