Teorema. Teorema de la estequiometría gas y cantidad (moles de una sustancia y gas de otra)

Factor de conversión

Teorema

Donde:

\(n_i\) es la cantidad de sustancia i medida en moles (mol)

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

\(P_j\) 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, por factor de conversión solo notamos los casos volumen/presión y masa, pero teóricamente los homólogos pueden darse para P, V o T del gas involucrado.

Demostración

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

Descripción

La estequiometría entre gases y cantidad de sustancia en condiciones generales amplía los cálculos clásicos al incorporar la ecuación de los gases ideales. Este enfoque permite relacionar directamente los moles de una sustancia con los parámetros de estado de un gas (presión, volumen y temperatura), lo cual resulta esencial cuando las condiciones no son normales.

El algoritmo de factores de conversión se desarrolla en tres variantes principales. En el primer caso, se parte de un volumen de gas conocido, que se transforma en moles mediante la constante de los gases y luego se vincula este valor con la cantidad de otra sustancia. En el segundo, se parte de la cantidad de sustancia de un reactivo o producto y se obtiene el volumen del gas correspondiente bajo condiciones específicas de presión y temperatura. En el tercero, conociendo la cantidad de sustancia y el volumen ocupado, es posible determinar la presión del gas. Estos algoritmos son útiles para la enseñanza, ya que muestran paso a paso cómo se conectan las magnitudes físicas y químicas.

El teorema estequiométrico gas–cantidad resume todos estos procesos en una única relación matemática, en la que los moles de una sustancia dependen del cociente entre la presión y la temperatura del gas, multiplicado por su volumen y ajustado por la constante R. La ventaja de este teorema es su compacidad y generalidad, pues evita cadenas largas de conversiones y facilita los cálculos en situaciones experimentales complejas. Aunque para principiantes puede resultar menos intuitivo, constituye una herramienta fundamental para la química avanzada, ya que unifica la teoría estequiométrica con la físico-química de los gases.