Estequiometría Factores de Conversión


Instrucciones a seguir si en esta página hay modelos moleculares

  • A continuación se describen las diferentes formas de representación de la molécula utilizando Jsmol.
  • Haga clic en la (+) del cuadro verde para extenderlo y poder leer la descripción.

  • Para cerrar el cuadro, haga clic en el signo (-).

Instrucciones

Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.

  • En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
  • A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
  • "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
  • Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
  • Acercar +, acerca el modelo.
  • Acercar -, aleja el modelo.
  • Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
  • Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
  • Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
  • Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
  • Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
  • Simetría, muestra los planos de simetría en la molécula.
  • Editar, puede editar la molécula agragando o quitando átomos y enlaces.
  • Superficie VDW, La superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
  • Photo
  • PEM es el mapa de potencial electrostático.
  • Carga parcial calcula la carga parcial de cada átomo.
  • Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
  • Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
  • Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
  • Hibridación sp, sp2 y sp3, para ver la hibridacion del átomo de carbono.
  • Anillo aromático, muestra los anillos aromáticos.
  • Heteroátomo, muestra los heteroátomos en heterociclos.
  • C quiral (nomenclatura R/S) y E/Z para isomería geométrica en alquenos, los descriptores R/S permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración (la disposición espacial de los sustituyentes) de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogénico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes. Se añade R o S entre paréntesis como prefijo delante del nombre de la molécula orgánica. En caso de ser más de uno el centro estereogénico, separados por coma se indica el descriptor R o S de cada uno, precedido del número o localizador que identifica su posición.
  • Invertir R/S, para cambiar la quiralidad.
  • Nomenclatura E/Z en Alquenos, el sistema tradicional para nombrar los isómeros geométricos de un alqueno, en el que los mismos grupos están dispuestos de manera diferente, es nombrarlos como cis o trans. Sin embargo, es fácil encontrar ejemplos donde el sistema cis-trans no se aplica fácilmente.
  • N electrones, O electrones y S electrones, para ver los electrones libres del nitrógeno, oxígeno y azufre.
  • C primario, C secundario, C terciario, C cuaternario, identifica la clasificación de los átomos de carbono.
  • Dadores y aceptores de puentes de hidrógeno, señala los átomos que pueden dar o aceptar puentes de hidrógeno
  • Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.

Estequiometría

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El Concepto: Factores de Conversión

¿Qué es un Factor de Conversión?

Es simplemente una fracción que nos permite expresar una misma cantidad en diferentes unidades. En química, usamos la ecuación balanceada para construir estos factores y "traducir" de una sustancia a otra.

La Analogía del Sándwich

Volvamos a nuestra cocina. Para hacer un sándwich perfecto, la receta es estricta:

2 Rebanadas de Pan + 1 Jamón → 1 Sándwich
Analogía del Sándwich

De esta simple receta, podemos extraer verdades absolutas (o factores de conversión) que nos servirán para calcular ingredientes. Estas son las relaciones o "puentes" que conectan los ingredientes:

Relación Pan/Sándwich

Por cada 1 sándwich, necesito 2 panes.

2 Panes 1 Sándwich

Relación Jamón/Sándwich

Por cada 1 sándwich, necesito 1 jamón.

1 Jamón 1 Sándwich

Relación Pan/Jamón

Por cada 1 jamón, necesito 2 panes.

2 Panes 1 Jamón

¡Estos cuadros de colores son tus Factores de Conversión! Son las herramientas matemáticas que usarás para resolver problemas.

Entrenamiento Práctico

Antes de pasar a la química, usemos nuestros factores de sándwich. Intenta responder esto:


5 Sándwiches.

Usaste el factor: 10 Panes × (1 Sándwich / 2 Panes) = 5 Sándwiches.


¡Solo 4 Sándwiches!

Aunque tienes pan para 5, el jamón se acaba primero. ¡Acabas de descubrir intuitivamente el concepto de Reactivo Limitante! El ingrediente que se acaba primero es el que manda.


El Puente: ¿Por qué usamos "Moles"?

Granos de Arroz

Imagina que vas a la tienda a comprar arroz. ¿Pides "50,000 granos de arroz"? ¡No! Pides "una libra" o "un kilo".

Los átomos son tan pequeños que contarlos uno por uno es imposible. Por eso, los químicos inventaron su propia "docena" o "kilo": El Mol.

El Mol es simplemente un número gigante (6.022 × 1023) que nos permite agrupar átomos para poder pesarlos y trabajar con ellos en el laboratorio.


Subiendo de Nivel: La Fábrica de Bicicletas

Antes de ir al benceno, veamos una receta mecánica un poco más compleja:

1 Cuadro + 2 Ruedas + 1 Manubrio → 1 Bicicleta
Fábrica de Bicicletas

Observa que aquí tenemos coeficientes diferentes (como el 2 de las ruedas). Si quisieras armar 100 bicicletas, necesitarías:

  • 100 Cuadros
  • 200 Ruedas (Factor: 2 Ruedas / 1 Bici)
  • 100 Manubrios

¡Ya estás haciendo estequiometría! Ahora sí, estamos listos para la química real.


Aplicándolo a la Química: Descubrimiento Activo

Aquí está la reacción de combustión del Benceno (C6H6):

2C6H6 + 15O212CO2 + 6H2O

En lugar de darte la lista de factores, tú vas a deducirlos. Basándote en lo que aprendiste con los sándwiches y las bicicletas:

Reto: Escribe el Factor de Conversión

Queremos encontrar la relación entre el Benceno (C6H6) y el Oxígeno (O2).

Mira los números grandes (coeficientes) en la ecuación de arriba. ¿Cómo escribirías esa fracción?

¡Exacto! Usas los coeficientes:

2 mol C6H6 15 mol O2

Significa que por cada 2 moles de benceno que quemas, necesitas obligatoriamente 15 moles de oxígeno.

Desafío Rápido

1. ¿Qué factor usarías para convertir moles de Agua a moles de Oxígeno?

Pista: Lo que quieres (Oxígeno) va arriba.


Guía de Estudio: La Llave Estequiométrica

PDF

Para una mejor experiencia en celular, abre la guía directamente:

Abrir Guía PDF

¿Y esto para qué sirve en la vida real?

Tal vez pienses que esto son solo números en un papel, pero la estequiometría es el lenguaje que usan los ingenieros y científicos para traducir ecuaciones a la realidad.

Estequiometría Aplicada: Cohetes y Medio Ambiente

Ingeniería Aeroespacial

Para lanzar un cohete, los ingenieros de la NASA deben calcular con precisión milimétrica cuánto oxígeno líquido cargar. Si llevan de menos, el cohete no llega a órbita. Si llevan de más, el peso extra puede hacer que la misión falle. ¡Usan estos mismos factores de conversión!

Medio Ambiente

Los científicos ambientales usan la estequiometría para calcular cuántas toneladas de CO2 produce una fábrica o un automóvil. Gracias a esto, podemos entender y combatir el cambio climático.

Conclusión

Los factores de conversión no son solo fracciones; son la llave para entender cuánto necesitamos para crear lo que queremos, desde un simple sándwich hasta un viaje a Marte.