Estequiometria

LABORATORIO APLICACIÓN DE PROCESOS

QUÍMICOS INDUSTRIALES

PRACTICA No. 8

estequiometría

SECUENCIA: 3NMC

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

OBJETIVO:

Calcular el costo de producción de una reacción química con base en costo de las materias primas

Efectuar cálculos estequiometricos para determinar el rendimiento de una reacción química a partir de datos experimentales.

INTRODUCCIÓNLa estequiometría es la parte de la química que se refiere a la determinación de las masas de combinación de las substancias en una reacción química.

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 los productos”

Para efectuar cálculosestequiometricos es necesario representar la reacción química por medio de una ecuación balanceada de la que a su vez es posible obtener información relacionada con el tipo de sustancias que participan en el proceso, propiedades físicas de las mismas, dirección o sentido de la reacción, absorción o desprendimiento de energía calorífica, etc.

Ejemplo:





De esta ecuación que representala producción de amoniaco a partir de hidrogeno y nitrógeno, se puede decir que se trata de una reacción de síntesis, reversible, exotérmica, homogénea, cabalizada y en la que 6 unidades de masa de hidrogeno se combinan con veintiocho unidades de nitrógeno, para producir treinta y cuatro unidades de masa de amoniaco. El amoniaco se emplea para producir fertilizantes.

Estas unidades de masapueden ser en gramos, kilogramos, toneladas, etc.

Si la unida de masa se refiere específicamente al PESO MOLECULAR GRAMO, entonces se expresará en gramos, por que el peso molecular es la suma de los pesos atómicos de los átomos representados en la formula de la sustancia.

En el caso anterior, el peso molecular de amoniaco es 17 y se encuentra representado dos veces según el balance de laecuación.

Pesos atómicos

Peso molecular

En un proceso industrial en el que ocurre una ecuación química es necesario hacer uso de la estequiometria con el fin de establecer un balance de materias, mismo que conlleva un balance económico al considerar el costo de las materias primas en las cantidades requeridas para una producción preestablecida

La estequiometría permite resolver problemasinherentes al calculo de las cantidades de reactivos para obtener un producto o bien al calculo estequiometrico son

PUREZA DE UN REACTIVO

RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN

La pureza de un reactivo: es la relación en la que se encuentra una sustancia en especie dentro de una muestra.



El rendimiento de una reacción química indica en que medida, un reactivo se convierte en producto o bien enque cantidad se obtiene un producto con respecto a una cantidad teórica o ideal esperada.



Finalmente, con objeto de asegurarse que se consuma totalmente un reactivo se agrega otro en mayor proporción estequiometrica. Al principio se llama REACTIVO LIMITANTE y al segundo se la llama REACTIVO EN EXCESO.

Ejemplo. Sea el proceso



Se pregunta ¿Qué cantidad de amoniaco se podrá obtener apartir de 100
de hidrogeno cuya pureza es del 99%, y nitrógeno en exceso, si la eficiencia de la reacción es del 80% ?

Solución. Los pesos moleculares representan las proporciones definidas en las que se combinan la sustancias, por lo que para cualquier otra cantidad de reactivo, habrá una cantidad proporcional de producto



El resultado “real” se obtiene cuando se consideran los factoresde pureza y rendimiento.



Como se ve la cantidad real de producto disminuye con respecto al cálculo ideal por los factores antes mencionados

material empleado

vaso de precipitados de 100
.

vaso de precipitados de 250

soporte universal con anillo y tela de asbesto

embudo tallo largo para filtración simple

mechero Bunsen

agitador de vidrio

pinzas para crisol...