PPTCES032CB33-A15V1
Clase
Estequiometría III: reactivo limitante y
rendimiento de una reacción.
Resumen de la clase anterior
Requieren
ecuaciones
balanceadas.
Permiten predecir
cantidades a ser
producidas en la
reacción.
Relaciones
estequiométricas
Establecen relación
entre distintas
unidades.
Aprendizajes esperados
 Determinar el reactivo limitante en una ecuación química.
 Diferenciar entre el rendimiento teórico y real de una reacción química.
Páginas del libro
desde la 53 a la 54.
Pregunta oficial PSU
1. Reactivo limitante
2. Rendimiento de una reacción
1. Reactivo limitante
El reactivo que se consume primero en una reacción, recibe el nombre de
reactivo limitante, ya que la máxima cantidad de producto que se puede
formar depende de la cantidad de este reactivo que hay inicialmente.
Cuando este reactivo se consume, no se puede formar más producto.
Los reactivos en exceso son los reactivos que se encuentran presentes
en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de
reactivo limitante.
¿Cuál es el reactivo
limitante?
¿A o B?
Si en un salón de baile hay 12 hombres y 9 mujeres, únicamente
se podrán completar 9 parejas mujer/hombre. 3 hombres se quedarán
sin pareja. Así, el número de mujeres limita el número de parejas que
se podrán formar y hay un exceso de hombres.
Ejemplo
En una reacción, 135 g de aluminio (Al) reaccionan con 640 g de óxido
férrico (Fe2O3)
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
Calcule los gramos de Al2O3 formado e identifique el reactivo limitante.
Transformamos los gramos de ambos compuestos a mol:
n=
135 g
27 g/m ol
= 5 m ol de Al
n=
640 g
160 g/m ol
= 4 m ol de Fe 2 O 3
Ejemplo
Teniendo la siguiente relación estequiométrica,
2 m ol de A l  1 m ol de Fe 2O 3
5 m ol de A l  X m ol de Fe 2O 3
X = 2 ,5 m o l d e F e 2 O 3
• Todos los mol de Al (5 mol) reaccionan con 2,5 mol de Fe2O3, por lo que
el reactivo limitante es el aluminio (Al).
• Sobran 1,5 mol de Fe2O3 (inicialmente se tenían 4 moles de Fe2O3), por
lo tanto este compuesto es el reactivo en exceso.
• El reactivo limitante es el que se utiliza para calcular la cantidad de
producto obtenido a partir de las relaciones estequiométricas:
Ejercitación
Ejercicio 8
“guía del alumno”
El oxígeno (O2) y el nitrógeno (N2) reaccionan según la siguiente
ecuación no balanceada
O2 + N 2  N 2 O5
Si se dispone de volúmenes iguales de ambos gases, es correcto
afirmar que
I) el O2 es el reactivo en exceso.
II) el N2 es el reactivo limitante.
III) el O2 determina la cantidad de producto formado.
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) Solo I y II
E) I, II y III
C
ASE
Relaciones
Tabla de ayuda
Cuando tengas que realizar cálculos estequiométricos en una ecuación
química, te puede ser útil realizar una tabla como esta:
4 NH3
n (mol)
MM (g/mol)
m (g)
Masa total
+
5 O2
→
4 NO
+ 6 H 2O *
4 mol
5 mol
4 mol
6 mol
17 g/mol
32 g/mol
30 g/mol
18 g/mol
68 g
160 g
120 g
108 g
228 g
228 g
* Al enfrentarnos con una ecuación, siempre debemos comprobar que esté balanceada.
n=
m
MM
Ejercicio 7
“guía del alumno”
Pregunta HPC
La Ley de la conservación de la masa establece que la cantidad de materia en
una reacción química debe ser igual en los reactantes y en los productos.
Para verificar esta ley, un estudiante realiza un experimento que involucra masar
una cierta cantidad aluminio, y luego agregarlo a un tubo de ensayo abierto que
contiene una masa conocida de un ácido. Al cabo de un tiempo, se da cuenta de
que ocurre una reacción química, ya que en el tubo el aluminio comienza a
burbujear y a emitir gas. Al masar finalmente el tubo de ensayo se percata que
obtuvo menos cantidades de producto de las que cabría esperar teóricamente.
Con respecto al texto podemos inferir que la Ley de conservación de la masa se
cumple
I) siempre y cuando se realicen correctamente los pasos experimentales.
II) solo de forma teórica.
III) solo con algunas reacciones.
A
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) Solo I y II
E) Solo II y III
ASE
Ejercitación
Ejercicio 19
“guía del alumno”
La siguiente figura representa una reacción no balanceada de formación del
amoníaco (NH3).
Con relación a la figura, es correcto afirmar que
A) se cumple la ley de conservación de la masa.
B) el H2 es el reactivo en exceso.
C) el H2 es el reactivo limitante.
D) el N2 se consume completamente.
E) el H2 no se consume completamente.
C
ASE
2. Rendimiento de una reacción
La cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se
consumiera en la reacción, se conoce con el nombre de rendimiento teórico.
A la cantidad de producto realmente formado se le llama simplemente rendimiento o
rendimiento de la reacción. Es claro que siempre se cumplirá la siguiente
desigualdad
Rendimiento de la reacción ≤ rendimiento teórico
Ejemplo
La reacción de 6,8 g de H2S con exceso de SO2, según la siguiente reacción,
produce 8,2 g de S. ¿Cual es el rendimiento?
2 H2S + SO2 → 3S + 2 H2O
En esta reacción, 2 mol de H2S reaccionan para dar 3 mol de S.
1) Se usa la estequiometría para determinar la máxima cantidad de S que puede
obtenerse a partir de 6,8 g de H2S.
2 mol de H2S → 3 mol de S
0,2 mol de H2S → X mol de S
X= 0,3 mol de S
m =0,3 mol x 32 g/mol = 9,6 g de S
Ejemplo
2) Se divide la cantidad real de S obtenida por la máxima teórica, y se multiplica por
100.
¿Por qué razón las
reacciones químicas no
tienen un 100% de
rendimiento?
 Es posible que no todos los productos
reaccionen
 Es posible que haya reacciones laterales que
no lleven al producto deseado
 La recuperación del 100% de la muestra es
prácticamente imposible
Ejercitación
Ejercicio 10
“guía del alumno”
El ácido bromhídrico (HBr) y el ácido sulfúrico (H2SO4) reaccionan según la
ecuación
H2SO4 + 2 HBr → SO2 + Br2 + 2 H2O
Considerando que la reacción tiene un rendimiento del 90%, ¿cuántos mol de
Br2 se obtendrán a partir de 6 mol de HBr?
A) 2,7 mol
B) 3,0 mol
C) 5,4 mol
D) 6,0 mol
E) 10,8 mol
A
Aplicación
Ejercitación
Ejercicio 25
“guía del alumno”
La glucosa de la uva (C6H12O6) fermenta por la acción de una levadura y se
transforma en alcohol (etanol, C2H6O) y en dióxido de carbono (CO2),
transformando el mosto en vino. Si la reacción que se produce tiene un
rendimiento del 75%, ¿cuál es la masa de alcohol que se obtiene a partir de
1,440 kg de glucosa?
A) 46 g
D) 736 g
B) 92 g
E) 55200 g
C) 552 g
C
Aplicación
Pregunta oficial PSU
B
Aplicación
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
1
Alternativa
C
Estequiometría
Habilidad
Reconocimiento
2
A
Estequiometría
Aplicación
3
E
Estequiometría
Aplicación
4
D
Estequiometría
Aplicación
5
D
Estequiometría
Aplicación
6
C
Estequiometría
Comprensión
7
A
Estequiometría
ASE
8
C
Estequiometría
ASE
9
D
Estequiometría
Aplicación
10
A
Estequiometría
Aplicación
11
E
Estequiometría
Aplicación
12
E
Estequiometría
Aplicación
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
13
Alternativa
A
Estequiometría
Habilidad
Aplicación
14
B
Estequiometría
Aplicación
15
C
Estequiometría
Aplicación
16
B
Estequiometría
Comprensión
17
B
Estequiometría
Aplicación
18
B
Estequiometría
ASE
19
C
Estequiometría
ASE
20
D
Estequiometría
ASE
21
A
Estequiometría
ASE
22
C
Estequiometría
ASE
23
B
Estequiometría
ASE
24
C
Estequiometría
Aplicación
25
C
Estequiometría
Aplicación
Síntesis de la clase
Reactivo limitante
Reactivo que se consume primero en
una reacción
Rendimiento de una
reacción
Teórico
Real
Cantidad de
producto
obtenido, si
reacciona todo
el reactivo
limitante.
Cantidad de
producto
obtenido
realmente en
una reacción.
Prepara tu próxima clase
En la próxima sesión, realizaremos el
Taller II
Equipo Editorial
Área Ciencias: Química
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