[Quimica] Reactivos Limitante 한계반응물(limiting reactant), 물질의 상태변화

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Reactivos limitantes y en exceso - Spanish GED 365

 

Reactivo Limitante(한계반응물): El reactivo que se consume primero en una reacción 반응에서 가장 먼저 소비 된 반응물

>La máxima cantidad de producto que se forma depende de la cantidad original de este reactivo.생성되는 제품의 최대 양은 이 반응물의 원래 양에 따라 다르다.

Reactivo exceso:son los reactivos presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante. 한계 반응물보다 많이 존재하는 반응물

 

한계 반응물 : 화학 반응에서 다른 반응물들보다 먼저 완전히 소비되는 반응물. 이 반응물이 생성물의 양을 결정.

 

2개 식빵 사이에 치즈 1장과 햄 1장을 넣어 샌드위치를 만들 때, 치즈와 햄이 각각 100장씩 있어도 식빵이 10장밖에 없다면, 샌드위치는 5개밖에 못 만듭니다.

이때, 식빵=한계 반응물이 되고, 치즈, 햄=과량 반응물(excess reactant)이 됩니다.

 

1. 이론적 수득량

 

이론적 수득량 : 한계 반응물이 100% 반응했다고 보고, 이론적으로 계산한 생성물의 양

실제 수득량 : 실험 후 측정한 실제 생성물의 양

 

한계반응물과 과잉반응물 계산(결정) ★

ej 1) 2NH3 + CO2 -> (NH2)2CO + H2O

 

a) reactivo limitante: NH3

• 34g NH3/44g CO2 =0.77 (Constante)
• 637.2g NH3/1142g CO2 = 0.55 (datos)

에서 0.55< 0.77 이므로

• denominador분모 (exceso초과)- CO2 (값이 더 큼)
• numerador 분자 (limitante한계)- NH3 (값이 더 작다)

2. La reacción entre el aluminio y el óxido de hierro(III) puede producir temperaturas cercanas a 3000°C, que se utiliza para soldar metales:

2 Al + Fe2O3 Al2O3+ 2 Fe

En un proceso se hicieron reaccionar 124 g de Al con 601 g de Fe2O3.       (Pesos atómicos: Fe=56; Al=27; O=16)

a) Calcule la masa (en gramos) de Al2O3 que se formó.

• 54g Al/160g Fe2O3 =0.33 (Constante) - 1. 원래 p.a값을 대입해서 나와야 하는 값을 구한다! (비율)
  
• 124g Al/601g CO2 = 0.20 (datos) - 2. 주어진 값을 대입하여 실제 비율을 구한다

0.2<0.33 이므로 (원래 비율인 cons. 비율의 값이 더 높음)

 

• denominador분모 (exceso초과)- Fe2O3 (값이 더 큼)
• numerador 분자 (limitante한계)- Al (값이 더 작다)

 

b) ¿Qué cantidad de reactivo en exceso se recuperó al completarse la reacción?

 

 

계수비=몰수비!!!

 

화학량론. Mg 72.9 g + N2 30 g 반응

Rendimiento de reaccion 수득률

% rendimiento= rendimiento total/ rendimiento teorico x 100%

 

한계반응물과 수득률 ★

 

수득률 계산. CCl2F2의 이론 수득량은 1.68 mol

 

64.45 g BaSO4의 이론적 수득량과 퍼센트 수득률

ej 1) TiCl4 + 2Mg -> Ti + 2MgCl2 (PM de TiCl4 :189,68)

 

a) rendimeinto teorico de Ti? (100% rendimiento)

• 189.68g TiCl4 /48.62g Mg = 3.9 (Constante)
• 637.2g NH3/1142g CO2 = 3.13 (datos)

에서 3.13<3.9 이므로

• denominador분모 (exceso초과)- Mg (값이 더 큼)
• numerador 분자 (limitante한계)- TiCl4 (값이 더 작다)

b) % de rendimiento= 7.91x10^6 g/ 8.935x10^6g x 100% = 88.52%

 

 

 

volumen de dioxido de carbono!! CO2

 

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Estado de agregacion de la materia

물질의 상태

Casi todas las sustancias pueden encontrarse en estado sólido, líquido y gaseoso, dependiendo de la presión y la temperatura.

compresibilidad: la capacidad de comprimir las moleculas!

기체의 성질 (fuerzas intermoleculares와 관련이 있다)

- siempre va a ocupar todos los especios que lo contiene -> se expanden ilimitadamente!

- se difunden facilmente

기체는 어떤 모양의 그릇에도 들어가고, 또 그 그릇 안에서 확산하여 그릇 속을 가득 채운다.

- compresibles!!(altamente)

고체나 액체에 비해서 대단히 가볍고, 압축하기도 쉽다.

>고체나 액체의 입자가 거의 달라붙어 밀집해 있는 데 비해, 기체는 입자 사이의 거리가 매우 크기 때문이다(distancia entre las particulas-grande!). 기체를 이루고 있는 입자는 모두 분자이며, 항상 공간 속을 자유롭게 날아다니고 있다.

- mezclas gaseosas son homogeneas

- presion sobre alrededores

- poco densos ( en g/L)

 

sustancias gaseosas

• Elementos que se encuentran en forma de moléculas bi atómicas (H2 , O2 , N2 , Cl2 )

• Gases nobles.

• Compuestos moleculares /covalentes (NO, CO2, H2S, CH4, HCN, HCl, NH3 , SO2 , C3H8).

• Ningún compuesto iónico se encuentra en estado gaseoso en condiciones normales.

* La lista anterior corresponde a condiciones ambientales normales.

nitrogeno, oxigenos son PRINCIPALES!

 

Vapor de H2O( AGUA QUE ESTAN EN ESTADO GASEOSO!)

>en la temp.ambiente las aguas NO SON GAS!

Variables del gas

1) Presion del gas : se obtiene por los CHOQUES de las particulas gaseosas o de las moleculas, gaseosas entre si , y contra las paredes del recipiente que contiene el gas

 

1atm=750mmHg=760torr=101325Pa (Pascal)

101,325X10^3 Pa = 1.01325X 10^5 Pa

 

2) Volumen: Depende del volumen del recipiente!

1L=1dm^3(세제곱)=1000cm^3=1000mL

3) Temperatura : en K (Kelvins, 켈빈)

->

k=ºC+273

 

4) Nº moles : se simboliza por "n"

n=m(masa)/PM(peso molecular)

 

5 leyes del gas: Cual ley se usa para cada caso??

1. 보일의 법칙 (Ley de Boyle)

-ley de transformacion, isobarica...isoporica (volumen)...

∝: inversamente proporcional!!

V=k1/P -> PV= K1

VOLUMEN DISMINUYE > PRESION AUMENTA!

P1V1=P2V2

2atmx5L (10)= 4atm X 2.5L (10)

 

보일-샤를의 법칙 그래프 해석 기숙학원특강

그래표 비교!!

기체의 성질[1] - 보일의 법칙(2) : 부피와 압력 관계 실험해보기

Rama de una hiperbola (쌍곡선의 가지)

isoterma (등온선)

 

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2. ley de charles 샤를의 법칙(transformacion isobarica)

 

기체의 온도-부피 관계, 샤를의 법칙(Charles's law) ★

directamente proporcional!!

 

ESCALA DE TEMPERATURA ABSOLUTO

k=ºC+273

-273: ABSOLUTO

 

3. 게이뤼삭의 법칙 ley de GayLussac (transformacion isocorica)

 

기체 반응의 법칙 (또는 게이뤼삭의 법칙)

기체 사이의 화학 반응에서, 같은 온도와 같은 압력에서 그 부피를 측정했을 때 반응하는 기체와 생성되는 기체 사이에는 간단한 정수비가 성립한다는 법칙이다.

 

11장 기체 11.1 기체의 성질 11.2 기체 압력. - ppt download

 

개념 정리

 

 

성질	정의	측정 단위
압력 (P)	용기의 벽과 충돌하는 기체의 힘	대기압 (atm), 수은의 밀리미터(mmHg), 토르, 파스칼 (Pa)
부피 (V)	기체에 의해 채워진 공간	리터(L); 밀리미터 (mL); 세제곱미터 (m³)
온도 (T)	운동에너지와 기체 입자의 운동속도를 결정하는 요소	섭씨온도 (ºC); 계산은 켈빈 (K)으로 한다
양 (n)	용기 안에 존재하는 기체의 양	그램 (g; 계산에는 몰(n)을 쓴다

(단위간의 관계공부하기!!)

 

압력과 부피 (보일의 법칙)

• 온도 (T) 와 기체의 양(n)이 일정할때, 압력과 부피는 반비례한다
• 따라서 압력이 증가하면 부피는 감소한다!
• T, n 이 일정하면 P x V가 일정하다!!

온도와 부피 (샤를의 법칙)

• 풍선의 뜨거운 공기가 데워질 수록 풍선은 팽창한다! (열기구)
• (P 부피, n 양이 일정할때), 기체의 켈빈온도는 부피에 비례한다!!
• 기체의 온도가 증가할수록 부피도 증가한다!(정비례)

온도와 압력 (게이뤼삭의 법칙)

• 고압 멸균기는 100ºC 보다 높은 온도를 이용한다
  
• 기체의 압력은 켈빈 온도와 비례한다!
• V 와 n 은 상수이다 (constante!)

 

 

 

4. Ley de AVOGADRO

 

V∝ n ... Py=ctes.

V=k4n -> v/n=k4le

 

 

 

Ley de Dalton

돌턴의 법칙(Dalton's law)는 존 돌돌턴의 법칙(Dalton's law)는 존 돌턴의 이름을 따 지어진 법칙으로, 기체의 압력을 설명한다. 돌턴의 부분압력의 법칙 (분압법칙)이라고도 한다.

돌턴의 법칙은 다음과 같이 표현된다.

(이상)기체의 혼합물에 가해진 총 압력은 기체 혼합물 내의 각각의 가스의 부분압력의 합과 같다.

 

 Ptotal=p1+p2+…+pn(p=압력)로 나타낼 수 있다.

이 법칙은 이상기체에서 잘 적용되며 실제기체의 경우 낮은 압력에서 적용될 수 있다. 혼합기체 속에 들어 있는 기체 중 분자수가 많은 기체가 혼합기체의 전체압력에 더 많이 작용하므로 부분압력이 크다.

Ley de suma de presiones parciales

Aplica a mezclas de gases

Ej: Mezcla de gases A y B

P total = P a+ P b

• PA= nA RT/V
• PB= nB RT/V

Ptot= nA RT/V + n B RT/V

P TOT= (nA + nB) RT/V

p tot = n tot RT/V

 

 

Dalton의 분압 법칙

 

 

Teoria Cinetica Molecular

1)

2)

3)

4) Energia Cinetica promedio

-> EC ∝T

EC=CT  EC=1/2mV^2

 

ESTADO LIQUIDO

caracteristicas del liquidos:

• menos compresibles que los gases
• Volumen definido (adoptan la forma del recipiente que lo contiene)
• mas densos que los gases
• fluidos (por las moleculas...)

propiedades de los liquidos

1. Tension superficial
2. Capilaridad
3. Presion de vapor
4. Punto de ebullicion
5. calormolar de vaporizacion
6. viscosidad

• TENSION SUPERFICIAL 표면 장력

fuerza interna que se debe vencer para poder expandir el area superficial de liquido

 

• CAPILARIDAD 모세관 현상

Fuerzas de adhesion= fuerzas e/el liquido y otra sustancia

fuerza de cohesion= son las fuerzas intermoleculares del liquido

 

capilaridad es el ascenso de un liquido a traves de un tubo delgado toda vez que las fuerzas de adhesion sean mayores que las fuerzas de cohesion. ( depende del adhesion...)

mayor fuerza intermolecular -> mayor fuerza de cohesion!!

fuerza de adhesion debe ser mayor que fuerza de cohesion para que ascienda la sustancia!

 

 

• Presion de vapor 증기압

a mayor fuerza intermolecular (Fuerza unida entre molecular) -> menor va a ser la PRESION DE VAPOR DEL LIQUIDO!

 

 

분자끼리 모이는 힘이 클수록, 증기압은 약해진다

 

증발(evaporacion), 응축(condensacion)으로 증기압을 측정!!!

 

증기압이 낮다-> liquido no volatiles 비 휘발성 액체 (증발이 힘듦)

증기압이 높다->휘발성 액체 liquido volatiles (증발하기 쉽다!!)

 

요인:

1. 액체의 자연적 특성

2. 온도

(온도가 높을수록 증기압도 높다!, 온도가 낮으면 증기압도 낮다!)

 

 

ej 1)디 에틸 에테르 dietileter (극성이 적음)

->분자간 쌍극자-쌍극자 힘

 

2) 물 H2O (극성이 높음)

-> 분자간 힘: 수소 결합? PUENTES DEL HIDROGENO

 

3) Hg 수은 (메탈)

->enlace metalico 금속결합을 하는 원자!

 

orden creciente de presion de vapor

수은 (수소결합) Hg< H2O < dietileter

 

분자간 힘의 크기 비교하기!!

수소결합(극성 적음)> 금속결합(극성높음) >쌍극자-쌍극자

 

• Punto de ebullición 끓는점

temperatura a la cual la presion de vapor del liquido se iguala a la presion externa

액체의 증기압이 바깥의 압력 (presion) 과 같아지는 온도!

 

PUNTO DE EBULLICION NORMAL

액체의 증기압이 바깥의 압력 (presion) 과 같아지는 온도= 1ATM

 

PAG 505. CHANG 12A EDICION

 

-CIMA DE MONTAÑA (산 꼭대기에서): 외부의 압력이 낮아지므로 끓는 점도 낮아진다

요리하는 데 시간이 더 오래 걸린다(COCCION)->산정상에서 라면을 끓이는 걸 상상하자

 

-OLLA A PRESIÓN 압력솥 -> 외부 압력이 높아지므로 끓는점도 높아진다!

요리하는데 걸리는 시간이 줄어듦!!

 

• Calor molar de vaporizacion (ΔH vap) 기화열
  

 

 

분자간 힘이 클수록 -> ΔH vap 과 t. ebullicion 끓는 점이 높아진다!

 

Ar y CH4 (Apolares) -> BAJA ΔH vap, T. ebullicion

-> Fuerza de LONDON (DEBIL) -> 분자간의 힘이 약한 무극성은 끓는점과 기화열이 낮음

 

C2H2OH y H2O (POLARES) -> ΔH vap, T. ebullicion

->PUENTES DE H 수소결합 (FUERZA) ->분자간의 힘이 강하므로 끓는점과 기화열이 높다!

 

• Viscosidad 점성, 굳는 정도

resistencia que presenta un liquido para fulir 흐르는 것을 버티는 액체의 힘!

분자간 힘이 클수록 -> 점성이 높다!!

 

factores:

1. 액체의 자연적 성질

2. 온도 -> 온도가 높을수록-> 점성이 낮아짐!

3. 크기, 분자의 모양-> 분자의 크기가 클 수록-> 점성이 높아진다!

 

orden decreciente de viscodiad 점성의 정도 비교

 Glicerol> Sangre > Hg > Etanol > H2O

(CH2OH, CHOH, CH2OH)

 

Todos los propiedades del liquido estan directamente relacionadas con las fuerzas intermoleculares, excepto PRESION DEL VAPOR

증기압을 제외한 모든 액체의 특성은 그들의 분자간 힘과 직접적인 연관이 있다!!

 

분자간 힘이 클수록

• 표면장력도 커진다 (TENSION SUPERFICIAL)
• FUERZA DE COHESION 도 커진다
• 끓는 점도 커진다
• 증기압도 커진다
• 점성도 커진다

• 증기압이 작아진다
• 증발하는 속도가 줄어든다 ( VELOCIDAD DE EVAPORACION)

ESTADO SOLIDO 고체

Tipos de solidos 고체의 종류

CRISTALINO O CRISTAL: 크리스탈

• tienen un ordenamiento y estructura bien definidas
• tienen un punto de fusion 녹는점 definido
• Permanecen constantes las fuerzas intermoleculares
• Cuando se rompen lo hacen a traves de aristas definidas, no que donde bordes disparejos.

잘 정의된 순서와 구조

녹는 점이 정의되어 있습니다.

분자간 힘은 일정하게 유지됩니다.

부러지면 고르지 않은 모서리가 아닌 날카로운 모서리에 걸쳐 있습니다.

 

AMORFO: 비정질 고체

NO TIENEN ORDENAMIENTO NI ESTRUCTURA DEFINIDAS

정의 된 순서 나 구조가 없음.

• funden en un rango de temperatura
• no son constantes las fuerzas intermoleculas
• cuando se rompen quedan bordes disparejos
• ej. Vidrio comun, hule, sgamorfo?, etc.

일정한 범위의 온도에서 녹는다

분자간 힘은 일정하지 않음

부서지면 고르지 않은 가장자리가 남는다

일반 유리, 고무, 스가 모프? 등

 

Solidos cristalinos 결정질 고체

• celda unitaria: unidad de volumen mas pequena que tiene un cristal, y que muestra todas las caracteristicas que tendra el solido

원시세포 : 결정이 가지는 부피의 최소 단위이며 고체가 가질 모든 특성을 보여준다.

 

 

ej:

 

1. molecular

2. covalente

3. ionico

4. metalico

 

	solido molecular	solido covalente	solido ionico	solido metalico
particulas que conforman los puntos de entrecruzamiento 교차점을 구성하는 입자들	Moleculas (o atomos-> gases nobles)	Atomos	iones	atomos del metal
fuerzas que mantienen unidas a las celdas unitarias 원시세포를 모이게 하며 유지시키는 힘	-puentes de H -Dipolo-dipolo -fuerza de dispersion	enlaces covalentes	fuerzas electrostaticas	enlaces metalicas
propiedades 특성	-blandas (o suaves) -No conducen la corriente electrica -No conducen el calor bajos puntos de fusion	-muy duros (excepto: C grafito) - NO conducen la corriente electrica, exc: C diamante -ALTOS puntos de fusion	- duros, pero quebradizos - no conducen corriente electrica - no conducen el calor -ALTOS puntos de fusion	- Blandos a duros - conducen la constante electrica - conducen el calor - Amplio rango puntos de fusion
ejemplos 예:	H2O (S), Ar (s), C6H12O6,C12H22O11, P4, CO2 (S), HCl (s), (sacarasa), etc.	C grafito, C diamante, SiO2 (Cuarzo), B, BN, Si, SiC, etc.	NaCl, CaBr2, Li2SO4, KNO3, etc	Li, Cu, Fe, Sn, Pb, Cr, etc.