Estequiometria

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Estequiometría

Es el cálculo de las cantidades de reactivos y productos de una reacción química.

Definición

Información cuantitativa de las ecuaciones ajustadas

Los coeficientes de una ecuación ajustada representan:

• el número relativo de moléculas que participan en una reacción

• el número relativo de moles participantes en dicha reacción.

Por ejemplo en la ecuaciónajustada siguiente:

[pic]

la producción de dos moles de agua requieren el consumo de 2 moles de H2 un mol de O2.

Por lo tanto, en esta reacción tenemos que: "2 moles de H2, 1 mol de O2 y 2 moles de H2O" son cantidades estequiométricamente equivalentes.

Estas relaciones estequiométricas, derivadas de las ecuaciones ajustadas, pueden usarse para determinar las cantidades esperadas deproductos para una cantidad dada de reactivos.

Ejemplo:

¿Cuántas moles de H2O se producirán en una reacción donde tenemos 1,57 moles de O2, suponiendo que tenemos hidrógeno de sobra?

[pic]

El cociente:

[pic]

es la relación estequiométrica entre el H2O y el O2 de la ecuación ajustada de esta reacción.

Ejemplo:

Calcula la masa de CO2 producida al quemar 1,00 gramo de C4H10.Para la reacción de combustión del butano (C4H10) la ecuación ajustada es:

[pic]

Para ello antes que nada debemos calcular cuantas moles de butano tenemos en 100 gramos de la muestra:

[pic]

de manera que, si la relación estequiométrica entre el C4H10 y el CO2 es:

[pic]

por lo tanto:

[pic]

Pero la pregunta pedía la determinación de la masa de CO2 producida, por ello debemosconvertir los moles de CO2 en gramos (usando el peso molecular del CO2):

[pic]

De manera similar podemos determinar la masa de agua producida, la masa de oxígeno consumida, etc.

Las etapas esenciales

• Ajustar la ecuación química

• Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto

• Convertir las masas a moles

• Usar la ecuación química para obtener losdatos necesarios

• Reconvertir las moles a masas si se requiere

Cálculos

Cálculos de moles

La ecuación ajustada muestra la proporción entre reactivos y productos en la reacción

[pic]

de manera que, para cada sustancia en la ecuación se puede calcular las moles consumidas o producidas debido a la reacción.

Si conocemos los pesos moleculares, podemos usar cantidades en gramos.Conversión de moles a gramos:

Ejemplo: N2 ¿Cuántos moles hay en 14,0 g?
PM = 14,01 x 2 = 28,02 g/mol

[pic]

Cálculos de masa

Normalmente no medimos cantidades molares, pues en la mayoría de los experimentos en el laboratorio, es demasiado material. Esto, no es así cuando trabajamos en una planta química

En general mediremos gramos, o miligramos de material en el laboratorio ytoneladas en el caso de plantas químicas

Los pesos moleculares y las ecuaciones químicas nos permiten usar masas o cantidades molares

Los pasos son:

• Ajustar la ecuación química

• Convertir los valores de masa a valores molares

• Usar los coeficientes de la ecuación ajustada para determinar las proporciones de reactivos y productos

• Reconvertir los valores demoles a masa.

Para la reacción:

[pic]

Tenemos un exceso de HCl, de manera que está presente todo el que necesitamos y más.

Nótese que por cada Ca producimos 1 H2

1) Calculamos el número de moles de Ca que pusimos en la reacción.

[pic]

2) 10 g de Ca son 0,25 moles, como tenemos 0,25 moles de Ca, únicamente se producirán 0,25 moles de H2. ¿Cuántos gramos produciremos?

gramos deH2 = moles obtenidos x peso molecular del H2 = 0,25 moles x 2,016 (g/mol) = 0,504 g

¿Cuántos g de CaCl2 se formaron? También serán 0.25 moles. Y entonces:

gramos de CaCl2 = moles obtenidos x peso molecular del CaCl2 = 0,25 moles x 110,98 (g/mol) = 27,75 g

Algunos ejercicios prácticos

Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de cada elemento en los...
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