Estequiometria
La parte de la química que se encarga del estudio cuantitativo de
los reactivos y productos que participan en una reacción se llama
estequiometria.
La palabra estequiometria deriva de dos palabras griegas:
stoicheion= elemento, y metron= medida.
La cantidad de reactivos y productos que participan en una
reacción química se puede expresar en unidades de masa, de
volumen o de cantidad de sustancia.
Sin embargo, para hacer cálculos en una reacción química es más
conveniente utilizar la cantidad de sustancia.
Cálculos químicos
Los cálculos relacionados con las cantidades de reactivos y productos
se conocen como CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS y para realizarlos
es indispensable balancear primero la ecuación química.
Tres importantes interrogantes pueden plantearse acerca de una
reacción química:
1. ¿Qué cantidad de los productos puede obtenerse a partir de
una cantidad dada de los reaccionantes?
2. ¿Qué cantidad de los reaccionantes se requiere para obtener
una cantidad dada de los productos?
3. ¿Qué cantidad de uno de los reaccionantes se necesita para
reaccionar exactamente con una cantidad dada de otro
reaccionante?
La base para resolver estos interrogantes es la ecuación química la
cual nos suministra información cualitativa y cuantitativa.
Por ejemplo para la reacción de síntesis del amoniaco.
Información Cualitativa: El Nitrógeno reacciona con el Hidrógeno
para producir amoniaco.
Información Cuantitativa:
Las relaciones estequiométricas pueden ser principalmente:
mol – mol, masa– masa, masa – mol, etc.
Los métodos genérales para dar solución a este tipo de problemas
son: el método del factor molar y el método directo o de las
proporciones.
Factor molar: Es la relación del número de moles entre dos especies
químicas que participan en una ecuación química, teniendo en
cuenta los coeficientes de la ecuación balanceada.
Por ejemplo: en la ecuación anterior tenemos:
La primera de estas relaciones podemos expresarla por medio de las
siguientes razones molares o factores molares.
De manera similar la segunda:
Y de la tercera:
Estas seis razones molares son los factores de conversión que nos
permiten pasar de una sustancia a otra en la solución de problemas
numéricos.
Cálculos mol a mol
Cálculos masa a masa
Cálculos mol a masa
Reactivos limite y en exceso
El reactivo limite es la sustancia que en una reacción química se
consume totalmente. Determina la cantidad de productos formados
y la de los otros reaccionantes que intervienen.
Si en un problema se dan a conocer las cantidades de dos o más
reactivos presentes en una reacción, será necesario determinar cuál
es el reactivo limitante para calcular con exactitud la cantidad de
productos que se obtendrán.
Para identificarlo es necesario:
1. Calcular la cantidad de producto (moles) que se puede formar
a partir de cada reactivo.
2. Determinar el reactivo limitante, entendiendo que será aquel
que produzca menor cantidad de productos.
3. El compuesto que no es limitante corresponde al reactivo en
exceso.
Ejemplo
El amoniaco se produce por la reacción del hidrogeno con el
nitrógeno según la siguiente ecuación química.
Si se toman 12 moles de hidrogeno y 5 moles de nitrógeno,
averiguar:
a. Reactivo limite
b. Cantidad de amoniaco producido
c. Cantidad que sobro del otro reactante
Pureza
Los reactivos utilizados en las reacciones
químicas no siempre se encuentran
puros; con gran frecuencia contienen
impurezas que los acompañan, los cuales
aumentan el peso de sustancia pura y no
intervienen en la reacción.
Por eso ante un problema de este tipo,
dado el porcentaje de impureza debemos
calcular primero el peso de material puro
de los reactivos que empleamos,
valiéndonos de la siguiente fórmula.
Ejemplo
95%=
X
∗
75 g
100%
X=
95%
100%
∗75 g
Rendimiento de reacción
La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo
con la ecuación química, a partir de una cantidad de reaccionantes,
se denomina rendimiento teórico.
El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad calculada de
producto que se puede obtener a partir de una determinada
cantidad dada de reactivo, de acuerdo con la ecuación química.
El rendimiento real es la cantidad de producto que efectivamente
se obtiene en una reacción.
El rendimiento porcentual o porcentaje de rendimiento
corresponde a la relación real entre el rendimiento teórico y el real
que se puede obtener a partir de la siguiente fórmula.
Muchas gracias.
Descargar

04 Estequiometria