Factor de conversión
Teorema
Donde:
\( \overset{⇀}{Q}_i\) es la carga eléctrica molar de la sustancia i-ésima medida en culombios sobre mol (C/mol) o en equivalentes sobre mol (eq/mol) o en cargas elementales (e). Para moléculas es cero, pero si varía en iones poliatómicos.
\( \overset{⇀}{Q}_x\) es la carga eléctrica molar del elemento x-problema medida en culombios sobre
mol (C/mol) o en equivalentes sobre
mol (eq/mol) o en cargas elementales (e). Sus valores se obtienen de los estados
de oxidación en la tabla periódica.
\(si_x\) es el subíndice del
elemento x-problema en la fórmula molecular, no tiene unidades.
\( \overset{⇀}{Q}_k\) es la carga eléctrica molar del elemento k-conocido medida en culombios sobre
mol (C/mol) o en equivalentes sobre
mol (eq/mol) o en cargas elementales (e). Sus valores se obtienen de los estados
de oxidación en la tabla periódica.
\(si_k\) es el subíndice del
elemento k-conocido en la fórmula molecular, no tiene unidades.
Demostración
Descripción
La carga molar de un elemento, entendida como
el valor numérico y la dirección que corresponden a su estado de oxidación,
puede organizarse en dos grandes categorías. La primera está conformada por
aquellos casos que resultan fáciles de memorizar, dado que presentan una
única posibilidad o una regularidad evidente. Entre ellos se encuentran el hidrógeno,
el oxígeno, los alcalinos, los alcalinotérreos, así como
el boro, el aluminio y el carbono, cuyos valores de oxidación
se repiten de manera sistemática y rara vez generan ambigüedad. Estos elementos
suelen enseñarse en los cursos introductorios como una base sólida para
comprender la estequiometría y el balance de reacciones químicas.
El segundo grupo de elementos es más complejo, pues
su estado de oxidación no se puede memorizar de forma sencilla. Dentro
de esta categoría se encuentran, por ejemplo, el cloro, el azufre
y el cromo, los cuales exhiben varios valores posibles dependiendo de la
molécula o el ión poliatómico en el que se encuentren. Para este tipo de
elementos no basta con la memorización, sino que se hace necesario aplicar un algoritmo
de cálculo. Dicho procedimiento puede abordarse mediante factores de
conversión, que permiten establecer relaciones numéricas paso a paso, o a
través de su equivalente algebraico en el lenguaje simbólico de Viète,
lo que brinda un marco más general y elegante para el cálculo de cargas.
Esta flexibilidad es fundamental para un entendimiento completo de la química de los elementos, ya que algunos estados de oxidación que no son comunes en la tabla periódica pueden surgir en condiciones específicas, como en compuestos menos frecuentes o en reacciones que implican elementos con estados de oxidación inusuales. Por ejemplo, el oxígeno puede presentar un estado de oxidación de +2 en compuestos con flúor, aunque su estado más frecuente es −2. Además, ciertos elementos de transición y actínidos pueden exhibir múltiples estados de oxidación, lo que aumenta la complejidad de las interacciones y reacciones químicas en las que están involucrados.
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