Leyes Ponderales y Volumétricas: Conceptos Clave de la Química

Leyes Ponderales y Volumétricas en Química

Leyes Ponderales

Las leyes ponderales se denominan así porque se basan en experimentos en los que se miden las masas de las sustancias que participan en las reacciones químicas.

Ley de Lavoisier o de Conservación de la Masa

En una reacción química, la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. Otro enunciado: el conjunto masa-energía de un sistema que experimenta un proceso no se crea ni se destruye, solo se transforma. La inclusión de la energía en la ley de conservación es una consecuencia de la teoría de la relatividad que relaciona la masa y la energía mediante la ecuación: E=mc².

Ley de Proust o de las Proporciones Definidas

Los elementos que forman un compuesto siempre se combinan de forma que las relaciones entre sus masas son las mismas, independientemente de cómo se obtenga el compuesto. La ley de Proust no se cumple por dos causas:

• La masa atómica promedio depende de la composición isotópica del elemento.
• Algunos sólidos iónicos tampoco cumplen la ley de Proust porque presentan defectos en su red cristalina; estos compuestos se llaman no estequiométricos o bertólidos.

Hipótesis Atómica de Dalton

Dalton intentó explicar las leyes de Lavoisier y de Proust mediante una teoría, la teoría atómica de Dalton, cuyos principios más importantes son:

1. Los elementos químicos están formados por átomos (Dalton consideraba que los átomos eran partículas muy pequeñas, indivisibles e indestructibles).
2. Los átomos de un mismo elemento son todos iguales y poseen la misma masa y propiedades.
3. Las reacciones químicas suponen la unión o separación de átomos en una relación numérica sencilla.
4. Dos o más átomos se pueden unir para formar moléculas; las moléculas son las partículas más pequeñas que forman los compuestos.

Ley de Dalton o de las Proporciones Múltiples

Si una masa M_a de un elemento A se combina con una masa M_b de un elemento B para formar un compuesto, y otra masa M_a' del elemento A se combina con la misma masa M_b del elemento B para formar otro compuesto, entonces M_a y M_a' están en relación de números enteros pequeños.

Ley de Richter o de las Proporciones Recíprocas

Las masas de dos elementos diferentes, M_a y M_b, que se combinan con la misma masa de otro elemento, M_c, son las masas relativas con que se combinan entre sí, o múltiplos o submúltiplos de dichas masas.

Leyes Volumétricas

Ley Volumétrica de Gay-Lussac o de los Volúmenes de Combinación

Los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen en una reacción química (medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura) están en una relación de números enteros sencillos.

Hipótesis de Avogadro

Volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas.

Conceptos de Mol y Masa Atómica

El mol es una unidad de cantidad de materia, no de masa, que se define como la cantidad de materia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 g del isótopo de carbono 12. La masa de los átomos se mide empleando como unidad la unidad de masa atómica (uma o u); la unidad de masa atómica es igual a la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12.

En el laboratorio no se utilizan átomos aislados, sino enormes cantidades de átomos:

• 1 mol de átomos se llama átomo-gramo.
• 1 mol de moléculas se llama molécula-gramo.
• 1 mol de iones se llama ion-gramo.
• La carga de un mol de electrones se llama Faraday.
• 1 mol de uma es 1 gramo.

Isótopos y Espectrógrafo de Masas

Los isótopos son los elementos que tienen el mismo número de protones y distinto número de neutrones. Un espectrógrafo de masas es un aparato que se utiliza para determinar las masas atómicas de los isótopos y los porcentajes de cada uno de ellos presentes en una mezcla; esto permite calcular las masas atómicas de los elementos químicos y las masas moleculares de los compuestos químicos.