Introducción
La estequiometría se apoya en las leyes ponderales para determinar las relaciones cuantitativas de las sustancias que intervienen en una reacción química, éstas son:
1. Ley de la conservación de la materia de Lavoisier
2. Ley de Proust o de las proporciones constantes
3. Ley de Dalton o de las proporciones múltiples
4. Ley de las proporciones equivalentes o recíprocas (Richter 1792)
Ley de la conservación de la masa o de Lavoisier
La ley de la conservación de la masa fue propuesta por Antoine Lauren Lavoisier; establece que la materia no se crea ni se destruye; es decir, en una reacción química la masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos. En los cambios en sistemas aislados varían las masas de las sustancias, pero no las de los elementos.
En toda reacción química se conserva la masa; esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos resultantes. Es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales.
Ley de las proporciones definidas
En 1808, J. L. Proust llegó a la conclusión de que, para generar un determinado compuesto, dos o más elementos químicos se unen entre sí siempre en la misma proporción ponderal.
Una aplicación de la ley de Proust es en la obtención de la denominada composición centesimal de un compuesto, es decir el porcentaje ponderal que dentro de la molécula representa cada elemento.
La ley de Proust, como también se le conoce, establece que “los elementos que se combinan para formar un compuesto siempre lo hacen en proporciones de masa definida y en relaciones sencillas”
Ejemplo:
Gramos de hidrógeno | Gramos de oxígeno | Gramos de agua |
2 | 16 | 18 |
1 | 8 | 9 |
0.11 | 0.89 | 1 |
11 | 89 | 100 |
Ley de las proporciones múltiples
Dalton enunció la ley de las proporciones múltiples de la siguiente manera: “Cuando dos o más elementos se unen para formar una serie de compuestos, las cantidades de un mismo elemento se combinan con una cantidad fija de otro y guardan entre sí una relación que corresponde a números enteros sencillos”.
Ejemplo:
El carbono y el oxígeno se combinan para formar monóxido (CO) y dióxido de carbono (CO2).
Carbono ( C ) | Oxígeno ( O ) | Monóxido de carbono (CO) |
12 g | 16 g | 28 g |
1 | 1.3 |
Ley de las proporciones recíprocas
La ley de las proporciones recíprocas o ley de las proporciones equivalentes, tiene que ver con la relación en peso que guardan dos o más sustancias cuando se combinan con una tercera, y establece que “los pesos de dos elementos que se combinan con un tercero guardan la misma relación que los pesos de los dos cuando se combinan entre si, es decir, son químicamente equivalentes”.
Ley de Avogadro
La ley de Avogadro dice que si dos gases de masas diferentes tienen el mismo volumen y la misma presión, entonces contienen el mismo número de moléculas, es decir, a presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles de ese gas.
El valor de este número, llamado número de Avogadro es aproximadamente 6,022212 × 1023 y es también el número de átomos que contiene la masa atómica o mol de un elemento.
Para explicar esta ley, Avogadro señaló que las moléculas de la mayoría de los gases elementales más habituales eran diatómicas (hidrógeno, cloro, oxígeno, nitrógeno, etc), es decir, que mediante reacciones químicas se pueden separar en dos átomos.