R55815

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CALKINÍ EN EL ESTADO
DE CAMPECHE
QUÍMICA INORGÁNICA
ING. JOSÉ DOLORES LIRA MAAS.
INGENIERIA EN INDUSTRIAS DE LOS ALIMENTOS

5.5.1. Leyes ponderales (Proust, Dalton, Riechter-Wenzall)

Ley de la conservación de la masa de Lavoisier
Está importante ley se enuncia del modo siguiente: en una reacción química, la
suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los
productos de la reacción (la materia ni se crea ni se destruye solo se transforma).
Este resultado se debe al químico francés A.L. Lavoisier, quien lo formulo en 1774.
Anteriormente se creía que la materia era destructible y se aducía como ejemplo: la
combustión de un trozo de carbón que, después de arder, quedaba reducido a cenizas,
con un peso muy inferior, sin embargo, el uso de la balanza permitió al científico galo
comprobar que si se recuperaban los gases originados en la combustión, el sistema
pesaba igual antes que después de la experiencia, por lo que dedujo que la materia era
indestructible.

Las leyes ponderales son:
Ley de la conservación de la masa, debida a lavoisier
Ley de las proporciones constantes, debida a proust
Ley de las proporciones múltiples, debida a dalton
Ley de los pesos equivalentes, debida a Richter

Ley de Proust o de las proporciones constantes
En 1808, tras ocho años de las investigaciones, j.l. Proust llego a la conclusión
de que para formar un determinado compuesto, dos o más elementos químicos se unen y
siempre en la misma proporción ponderal.
Por ejemplo, para formar agua h2o, el hidrógeno y él oxigeno intervienen en las
cantidades que por cada mol, se indican a continuación

1 MOL AGUA PESA 2 – 1,008 g DE H + 15,999 g DE O = 18,015 g

Para simplificar los cálculos, se suele suponer que el peso atómico de h es 1 y
él o es 2: 1 mol de agua = 2 . + 16 = 18 g, de los que 2 son de h y 16 de oxigeno. Por
tanto, la relación ponderal (o sea, entre pesos) es de 8g de oxigeno por cada uno de
hidrógeno, la cual se conservara siempre que se deba formar h2o (en consecuencia, sí
por ejemplo reaccionaran 3 g de h con 8 de o, sobrarían 2g de h).

Una aplicación de la ley de proust es la obtención de la denominada composición
centesimal de un compuesto, esto es, el porcentaje ponderal que representa cada
elemento dentro de la molécula.

Ley de Dalton o de las proporciones múltiples
Puede ocurrir que dos elementos so combinen entre sí para dar lugar a varios
compuestos (en vez de uno solo, caso que contempla la ley de proust). Dalton en 1808
concluyo que: los pesos de una de los elementos combinados con un mismo peso del
otro guadaran entren sí una relacion, expresables generalmente por medio de numeros
enteros sencillos.

Ejemplo se toma 100 gr de cada uno de cuatro compuestos de cloro y de oxigeno y en
ellos se cumple:

1er. Compuesto
81,39 g de cl + 18,61 g de o;

2do. Compuesto
59,32 g cl + 40,68 g de o;

3er. Compuesto
46,67 g cl + 53,33 g de o;

4to. Compuesto
38,46 g cl + 61,54 g de o;
A continuación se procede a buscar la relacion ponderal g de o/g de cl, con los
que se obtendran los gramos de oxigeno que, para cada compuesto, corresponde a 1 g de
cloro;

1er. compuesto:
18,61 / 81.39 = 0,2287;

2do. compuesto:
40,68 / 59,32 = 0,6858;

3er. compuesto:
53,33 / 46,67 = 1,1427;

4to. compuesto:
61,54 / 38,46 = 1,6001

Si Divide Por La Menor De Las Cantidades Se Llegara A La Relación Numérica Que
Enuncia La Ley De Dalton:
2,2287 0,6858 1,1427 1,6001
= 1; = 3; = 5; = 7;
0,2287 0,2287 0,2287 0,2287

Ley de Richter o de los pesos equivalentes
Fue enunciada por el alemán j.b. Richter en 1792 y dice que: los pesos de dos
sustancias que se combinan con un peso conocido de otra tercera sin químicamente
equivalentes entre sí.

Es decir, si a gramos de la sustancia a reaccionan con b gramos de la sustancia b
y también c gramos de otra sustancia c reaccionan con b gramos de b, entonces sí a y c
reaccionaran entre sí, lo harían en la relación ponderal a/c.

Como consecuencia de la ley de richter, apartir de un peso equivalente patrón ( h
= 1,008), es posible asignar a cada elemento un peso de combinación que se denomina
peso equivalente o equivalente.

Cuando el equivalente se expresa en gramos se llama equivalente gramo
(concepto análogo a los de átomo gramo y molécula gramo)

Ejemplo: si para formar agua h2o, el hidrógeno y el oxigeno se combinan en la
relación 1g de h/8 g de o, entonces el peso de combinación, peso equivalente o
equivalente del oxigeno es 8 gramos.
Algunos Calculos Relativos A Equivalentes Gramo

Los equivalentes gramo del nitrógeno en el amoniaco (nh3) suponiendo, para
simplificar los calculos, que los pesos atomicos del nitrógeno y del hidrógeno son,
respectivamente, 14 y 1:

Puesto que el equivalente en gramos del h es 1 g y el nitrógeno requiere 3
átomos de h para formar nh3, se tendra que el 14

Equivalente Gramos Del N = = 4,6667 g DE N 3
El equivalente del oxigeno en el oxido de calcion (cao), suponiendo que el peso atómico
del ca es 40 y el del oxigeno es 16 (recuérdese que el equivalentegramo del oxigeno es 8
g, pues así se calculo en el ejemplo del h2o):

40g DE Ca 16g de O
x DE Ca 8g DE O
Por Tanto
8 . 40
x = 20 g DE Ca.

5.5.1. Leyes ponderales (Proust, Dalton, Riechter-Wenzall)

Las leyes ponderales son un conjunto de leyes que tienen como objetivo el estudio
del peso relativo de las sustancias, en una reacción química, entre dos o más elementos

químicos. Por lo tanto se puede decir que se divide en cuatro importantes leyes como lo
son:

Ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier. 1789:

Este resultado se debe al químico francés A. L. Lavoisier, quien lo formulo en 1774.
Considerando que ―La ley de la conservación de la masa dice que en cualquier reacción
química la masa se conserva, es decir, la masa y la materia ni se crea ni se destruye, sólo
se transforma y permanece invariable.‖

Ley de las proporciones definidas o ley de Proust. 1801.

En 1808, tras ocho años de las investigaciones, Proust llego a la conclusión de que
para formar un determinado compuesto, dos o más elementos químicos se unen y

Ley de Dalton de las proporciones múltiples. 1803

Dalton elaboró la primera teoría atómica y realizó numerosos trabajos de los cuales
formuló en 1803: ―Cuando dos o más elementos pueden formar más de un compuesto,
las cantidades de uno de ellos que se combinan con una cantidad fija del otro, guardan
entre sí relación de números enteros sencillos‖.

Ley de Richter a de las proporciones reciprocas o equivalentes, masas de
combinación o masas equivalentes. 1792

Fue enunciada por el alemán J. B. Richter en 1792 y dice que los pesos de dos
sustancias que se combinan con un peso conocido de otra tercera son químicamente
equivalentes entre si.

Leyes ponderales:

Estas leyes reciben el nombre de ponderales por referirse al peso de las sustancias
que reaccionan. Son leyes empíricas.

Ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier. 1789:

Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794), químico francés, considerado el
fundador de la química moderna.

Lavoisier nació el 26 de agosto de 1743 en París y estudió en el Instituto Mazarino.
Fue elegido miembro de la Academia de Ciencias en 1768. Ocupó diversos cargos
públicos, incluidos los de director estatal de los trabajos para la fabricación de la
pólvora en 1776, miembro de una comisión para establecer un sistema uniforme de
pesas y medidas en 1790 y comisario del tesoro en 1791. Trató de introducir reformas
en el sistema monetario y tributario francés y en los métodos de producción agrícola.
Como dirigente de los campesinos, fue arrestado y juzgado por el tribunal
revolucionario y guillotinado el 8 de mayo de 1794.

Los experimentos de Lavoisier fueron de los primeros experimentos químicos
realmente cuantitativos que se realizaron. Demostró que en una reacción química, la
cantidad de materia es la misma al final y al comienzo de la reacción. Estos
experimentos proporcionaron pruebas para la ley de la conservación de la materia y la
masa. Lavoisier también investigó la composición del agua y denominó a sus
componentes oxígeno e hidrógeno.

Algunos de los experimentos más importantes de Lavoisier examinaron la
naturaleza de la combustión, demostrando que es un proceso en el que se produce la
combinación de una sustancia con el oxígeno. También reveló el papel del oxígeno en la
respiración de los animales y las plantas. La explicación de Lavoisier de la combustión
reemplazó a la teoría del flogisto (Principio imaginado por Stahl en el siglo XVIII, que
formaba parte de todos los cuerpos y era causa de su combustión.) en la cuales eran las
sustancias que desprendían los materiales al arder.

Con el químico francés Claude Louis Berthollet y otros, Lavoisier concibió una
nomenclatura química, o sistema de nombres, que sirve de base al sistema moderno. La
describió en Método de Nomenclatura Química (1787). En Tratado elemental de
química (1789), Lavoisier aclaró el concepto de elemento como una sustancia simple
que no se puede dividir mediante ningún método de análisis químico conocido, y
elaboró una teoría de la formación de compuestos a partir de los elementos. También
escribió Sobre la Combustión (1777), y Consideraciones sobre la Naturaleza de los
Ácidos (1778).

La ley de la conservación de la masa dice que en cualquier reacción química la masa
se conserva, es decir, la masa y la materia ni se crea ni se destruye, sólo se transforma y
permanece invariable.

Para Lavoisier los cambios en las sustancias no producían la creación o destrucción
de materia. Experimentalmente (utilizó y perfeccionó la balanza) demostró que la suma
de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. " Durante
un cambio químico no existe cambio en la masa de los reactivos al convertirse en
productos". "

- ¿El hierro al oxidarse gana masa? ¿La madera al quemarse pierde masa?

En un sistema cerrado (Sin intercambiar materiales con el exterior) la masa total
de las sustancias existentes no varia aunque se produzca cualquier reacción química
entre ellas.

En las reacciones nucleares (no en las reacciones químicas habituales) hay una
relación entre masa y energía E=mc2 .La masa se puede transformar en energía y la
energía se puede transformar en masa. 100 kcal = 4.65x10-12 Kg.

Ley de las proporciones definidas a de la composición constante o ley de
Proust. 1801.

La ley de Proust no se cumple exactamente. La causa es que la masa atómica
promedio depende de la composición isotópica del elemento. Esta puede variar según su
origen. Tampoco cumplen esta ley algunos sólidos iónicos, como el óxido de zinc o el

sulfuro de cobre (II) o los semiconductores extrínsecos, debido a defectos en la red
cristalina. Estas sustancias se llaman compuestos no estequiométricos o bertólidos en
honor a Berthollet.

En 1808, tras ocho años de las investigaciones, Proust llego a la conclusión de que
para formar un determinado compuesto, dos o más elementos químicos se unen y

Por ejemplo, para formar agua H2O, el hidrógeno y él oxigeno intervienen en las
cantidades que por cada mol, se indican a continuación:

1 MOL AGUA PESA : (2)1,008 gH + 15,999 gO = 18,015 g
Para simplificar los cálculos, se suele suponer que el peso atómico de H es 1 y él O es
16: 1 mol de agua = 2 + 16 = 18 g, de los que 2 son de H y 16 de oxigeno. Por tanto, la
relación ponderal (o sea, entre pesos) es de 8g de oxigeno por cada uno de hidrógeno, la
cual se conservara siempre que se deba formar H2O (en consecuencia, sí por ejemplo
reaccionaran 3 g de H con 8 de O, sobrarían 2g de H).

Una aplicación de la ley de Proust es la obtención de la denominada composición
centesimal de un compuesto, esto es, el porcentaje ponderal que representa cada
elemento dentro de la molécula.

Ejemplo:
En la reacción de formación del amoniaco, a partir de los gases Nitrógeno e Hidrógeno:
2 NH3 ! N2 + 3 H2
las cantidades de reactivos que se combinaban entre sí, fueron:

NITRÓGENO HIDRÓGENO
28 g. 6 g.
14 g. 3 g.
56 g. 12 g.

Cuando dos o más elementos o compuestos se combinan para formar un mismo
compuesto determinado, lo hacen siempre en una proporción en peso fija y constante.
La composición centesimal de cualquier compuesto se mantiene constante.

Ley de Dalton de las proporciones múltiples. 1803

Dalton elaboró la primera teoría atómica y realizó numerosos trabajos fruto de los
cuales es esta ley que formuló en 1803:

“Si dos elementos químicos se combinan para formar distintos compuestos y la
cantidad de uno de ellos permanece fija, las cantidades del otro que se combinan con él
están en una relación numérica sencilla”:

Por ejemplo: H2 + ½ O2 ® H2O

H2 + O2 ® H2O2

De la primera reacción tenemos la relación:

Masa de O2 16 8

—— = ——

Masa de H2 2 1

De la segunda reacción tenemos la relación:

Masa de O2 32 16

—— = ——

Masa de H2 2 1

Por lo tanto, la masa de O2 que se combina con una cantidad fija de H, para
formar agua o agua oxigenada está en una relación numérica sencilla de 16/8 o lo que es
lo mismo de 2/1.

Puede ocurrir que dos elementos se combinen entre sí para dar lugar a varios
compuestos (en vez de uno solo, caso que contempla la ley de proust). Dalton en 1808
concluyo que: los pesos de uno de los elementos combinados con un mismo peso del
otro guardaran entren sí una relación, expresables generalmente por medio de números
enteros sencillos.

Ejemplo:

La combinación de una misma cantidad de Carbono (12 gramos) con distintas
cantidades de Oxígeno.

C + O2 --> CO2 12 g. de C + 32 g. de O2 --> 44 g. CO2
C + ½ O --> CO 12 g. de C + 16 g. de O2 --> 28 g. CO2

Se observa que las cantidades de oxígeno mantienen la relación numérica
sencilla (en este caso "el doble")

32/16 = 2

Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de
otro para formar varios compuestos están en una relación de números enteros sencillos.

Si dos elementos forman más de un compuesto, las diferentes masas de uno de
ellos que se combinan con la misma cantidad del otro, están en una proporción de
números enteros y sencillos.

A+BC

xgyg

A+BD

xgzg

y/z = relación de números enteros y sencillos.

Ley de Richter a de las proporciones reciprocas o equivalentes, masas de
combinación o masas equivalentes. 1792

En 1792, antes de que Proust y Dalton enunciaran sus leyes, Richter enunció esta
ley:

―Si pesos de distintos elementos se combinan con un mismo peso de un elemento
determinado, cuando esos elementos se combinen entre sí, sus pesos relativos serán
múltiplos o submúltiplos de aquellos pesos‖

Así, por ejemplo, en el oxido de hierro (II) (FeO) y en el monóxido de azufre
(SO), la cantidad de oxígeno que se combina con los otros elementos es la misma,
obteniéndose las siguientes relaciones:

Fe 56 S 32

—— = —— ; ------ = ————

O 16 O 16

Luego cuando el hierro y el azufre se combinen para formar sulfuro de hierro
(II) (FeS) o sulfuro de hierro (III) (Fe2S3), sus pesos relativos serán múltiplos de los de
su combinación con el oxígeno, es decir:

FeS: Fe 56 Fe2S3: Fe 56 . 2

—— = —— ; —— = ————

S 32 S 32 . 3

Ejemplo:

En las reacciones de una misma cantidad de Hidrógeno (1 gramo) con dos
elementos distintos, observamos las cantidades de combinación:

N2 + 3 H2 --> 2 NH3 1 g. H2<-->4.66 g. N2
H2 + ½ O2 --> H2O 1 g. H2<-->8 g. O2

Resulta que estas cantidades guardan una relación de números sencillos con las
cantidades que se combinan entre sí entre Nitrógeno y Oxígeno, para formar el
monóxido de nitrógeno:

N2 + O2 --> 2 NO 28 g. N2<--> 32 g. O2

4.66/8 = (28/32)*4

Esto dio origen al concepto de PESO EQUIVALENTE:
Peso equivalente de un elemento es la cantidad del mismo que se combina con 8 g. de
Oxígeno, o con 1.008 g. de Hidrógeno.

Las masas de elementos diferentes que se combinan con una misma masa de un
elemento dado son las masas con que se combinan entre sí, o bien múltiplos a
submúltiplos de dichas masas.

Se define la masa de combinación o peso equivalente de un elemento como la
masa de este que se combina con 8 g de oxígeno. Se halló que la masa equivalente más
pequeña era la del hidrógeno, a esta masa se le asignó el valor uno y se tomó como
referencia. El peso equivalente de un elemento depende del tipo de compuesto formado.

Compuestos Oxígeno Hidrógeno Cloro Carbono Calcio Azufre
1 1.0000g 0.1260g
2 1.0000g 4.4321g
3 1.0000g 0.3753g
4 1.0000g 2.5050g
5 1.0000g 1.0021g
6 0.1260g 4.4321g
7 4.4321g 0.3753g
8 4.4321g 4.0082g
9 0.1260g 0.3753g
10 2.5050g 2.0042g

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