Estequiometria

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ESTEQUIOMETRIA

Objetivo

Conocer y comprender la estequiometria, así como sus diferentes implicaciones tanto en la industria como en laeconomía y la ecología.

Introducción

Se le llama estequiometria a la rama de la química que se encarga del estudio cuantitativo de los reactivos y productos que participan en una reacción. Esta cuantificación tiene como base la ley de la conservación de la masa establecida por Lavoisier que establece lo siguiente: “La suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de losproductos.”La palabra estequiometria deriva de dos palabras griegas: stoicheion, que significa elemento, y metron que significa medida.

Desarrollo

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 desustancia.Los coeficientes estequiométricos obtenidos al balancear la ecuación, nos permiten conocer la cantidad de productos a partir de cierta cantidad de reactivos, o viceversa. Para poder trabajar con la ecuación química, definimos las razones estequiométricas.

Una razón estequiométrica es un parámetro constante y universal para cada par de participantes en la reacción. Se obtiene con elcociente entre dos coeficientes estequiométricos. El primer paso de cualquier cálculo estequiométrico es escribir la ecuación química correctamente balanceada. Por ejemplo, tenemos la reacción de formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno. La ecuación química correctamente balanceada es la siguiente:

2 H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l)

El segundo paso es calcular las cantidades de sustanciapresentes en unidades de cantidad de sustancia (moles). De esta forma podremos analizar la reacción solamente en términos de estas unidades. En nuestro ejemplo, supongamos que tenemos 4.5 g de H2. Calculamos la cantidad de sustancia de H2, con el empleo de su masa molar:
nH2= 4.5 g de H2 [pic]= 2.232 moles de H2

Si ahora queremos determinar cuánto oxígeno necesitamos y cuánta agua se produceen la reacción, el tercer paso es utilizar adecuadamente las razones estequiométricas correspondientes

nO2 = 2.232 moles de H2 [pic] = 1.116 moles de O2

nO2 = 2.232 moles de H2 [pic] = 2.232 moles de H2O

Esto significa que 2.232 moles de H2 necesitan 1.116 moles de O2 para reaccionar y producen 2.232 moles de H2O.
Una vez que tenemos la cantidad de las sustancias que no conocíamos,podemos calcular su masa mediante las masas molares. La masa molar del O2 es 31.998 g/mol y la del H2O es 18.015 g/mol, con lo cual tenemos lo siguiente:

mO2 =1.116 moles de O2 [pic] =35.709 g de O2

mH2O = 2.232 moles de H2O [pic]= 40.209 g de H2O

Ahora sabemos que 4.5 g de H2 necesitan 35.709 g de O2 para reaccionar y producir 40.209 g de H2O.

Tenemos tres tipos de cálculosestequiométricos, los que parten de cantidad de sustancia y nos llevan a cantidad de sustancia, los que parten de la masa y nos llevan a cantidad de sustancia, y los que parten de cantidad de sustancia y nos llevan a masa.

Para realizar cálculos estequiométricos se pueden seguir los siguientes pasos:

• Escribe las fórmulas correctas de reactivos y productos, y balancea la reacción química.
• Cuando seanecesario, calcula la cantidad de sustancia a partir de la masa de las sustancias cuyos datos estén dados en el problema.
• Utiliza las razones estequiométricas para calcular la cantidad de las sustancias que deseas conocer.
• Con la cantidad de sustancia y las masas molares de las sustancias puedes calcular la masa de las mismas.
• Siempre analiza tu resultado y pregúntate si es razonable o...