Teorema. Teorema de la estequiometría gas y masa (gramos de una sustancia y gas de otra)

Factor de conversión

Teorema

Donde:

\(m_i\) es la masa de sustancia i medida en gramos (g)

\(\nu_{i|j}\) es el ratio estequiométrico i sobre j es adimensional.

\(M_i\) es la masa molar de sustancia i medida en gramos sobre mol (g/mol)

\(P_j\) es la presión de sustancia gaseosa j medida en atmósferas (atm)

\(V_j\) es el volumen de sustancia gaseosa j medida en litros (L)

\(T_j\) es la temperatura absoluta de sustancia gaseosa j medida en kelvins (K)

\(R\) es la constante del gas ideal o de Regnault con un valor universal de 0.08206 atm L / mol K.

Nota, el teorema permite despejar los casos homólogos partiendo de una sola fórmula.

Demostración

https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2025/05/demostracion-estequiometrias.de.masa.y.moles.html

Descripción

La estequiometría entre gases en condiciones generales y masas de otras sustancias integra directamente la ecuación de los gases ideales con las relaciones estequiométricas clásicas. Esto permite calcular la masa de una sustancia a partir del volumen de un gas y sus condiciones de presión y temperatura, o bien realizar el camino inverso: predecir el volumen o la presión de un gas a partir de la masa de un reactivo o producto sólido o líquido.

El algoritmo de factores de conversión presenta tres variantes. En la primera, se parte de un volumen de gas, que se convierte en moles mediante los parámetros de estado, se aplica la proporción estequiométrica y se obtiene la masa de la sustancia deseada. En la segunda, se inicia con una masa conocida, se pasa a moles y, mediante la relación estequiométrica, se calcula el volumen del gas en condiciones dadas. En la tercera, también partiendo de una masa conocida, se determina la presión del gas al vincular la cantidad de sustancia con el volumen ocupado y la temperatura. Estos algoritmos son muy útiles en la enseñanza, pues permiten ver cada paso de manera explícita.

El teorema estequiométrico gas–masa en condiciones generales resume los tres casos en una sola expresión. En él, la masa de una sustancia se obtiene como el producto del ratio estequiométrico, la masa molar, la presión y el volumen del gas, dividido entre la temperatura y la constante universal de los gases. La principal ventaja de este enfoque es que unifica en una única fórmula todos los escenarios posibles, lo que otorga gran versatilidad y compacidad matemática. Aunque para estudiantes iniciales puede ser menos intuitivo, este teorema resulta fundamental en niveles avanzados, donde se requiere rapidez y generalidad en los cálculos.