Práctica 2 estequiometria

PRACTICA No. 2
ESTEQUIOMETRIA
Objetivo: El alumno comprobará prácticamente el grado de exactitud del cálculo estequiométrico y la eficiencia de una reacción química.
Consideraciones Teóricas
Relaciones de masa en los cambios químicos: estequiometría
El estudio de la relación entre las cantidades de reactivos y productos se llama estequiometría, se fundamenta en la ley de la conservación dela masa. Los coeficientes obtenidos al balancear la ecuación son cantidades que definen y permiten conocer las equivalencias-expresadas en átomos; moléculas o moles- entre productos y reactantes; también, por medio de cálculos, posibilitan relacionar la masa de las sustancias que participan en la reacción. Estos coeficientes son la base de los cálculos estequiométricos.
La estequiometría de lareacción puede considerarse como el conjunto de coeficientes estequiométricos que definen la relación entre las cantidades de moles de cada uno de los reactivos con los de los productos. Más precisamente, la estequiometría de una reacción química refleja la igualdad de masas y cargas que hay entre reactivos y productos. Al igual que es posible leer la ecuación química de diferentes maneras loscálculos estequiométricos pueden realizarse basándose en cada una de esas posibles formas de leer la ecuación o mediante una combinación de ellas.
Antes de comenzar se debe señalar que siempre se debe verificar que la ecuación química que se utilice esté correctamente balanceada. Recuerde que de lo contrario no se cumplirá con la ley de la conservación de la masa.
Tomemos como ejemplo la reacciónentre el hidrógeno y el oxígeno para producir agua.

Todos los cálculos estequiométricos se basan en la aplicación de reglas de tres simple directas. En la reacción que acabamos de escribir podemos leer que por cada 2 moles de hidrógeno que reaccionan se producen 2 moles de agua; o que 2 moles de hidrógeno reaccionan con 1 mol de oxígeno; o que por cada mol de oxígeno que reacciona se obtienen 2moles de agua; o que para obtener 2 moles de agua se requieren 2 moles de hidrógeno, para obtener 5 moles de agua se requieren:

Si se desea calcular cuántos gramos de oxígeno se necesitan para reaccionar completamente con 5 g de hidrógeno es conveniente realizar la conversión de moles a gramos previamente a realizar el cálculo. Para esto se escribe debajo de cada especie la masa que participa(número de moles x la masa molecular), en el ejemplo anterior resulta:

El razonamiento que aplicamos para resolver la cuestión planteada es: si para 4 g de H2 se requieren 32 g de O2, para reaccionar con 5 g de H2 se requieren x g de O2.

La ecuación química se utiliza en los cálculos estequiométricos como factor de conversión de una sustancia en otra.
Estequiometría
En una reacción elemental,los coeficientes estequiometricos de las especies químicas de la ecuación igualada u los cinéticos, representativos de las especies químicas como exponentes en el modelo cinético coinciden. Pero la afirmación contraria no siempre es cierta. Es decir, si para una reacción los coeficientes cinéticos y los estequiométricos coinciden, no puede asegurarse que esta reacción se realice en una sola etapaelemental. Por otra parte, en el caso que la estequiometria y la cinética no coinciden, sí que se puede asegurar que se trata de una reacción compleja o no elemental.
Por ejemplo, la reacción entre el hidrógeno y el iodo se puede representar por la estequiometria, H2 + I2 = 2HI, se ha pensado durante mucho tiempo que era una reacción elemental, dado que no se habían descubierto intermedios dereacción y que los coeficientes cinéticos y los estequiométricos coinciden ya que la expresión cinética experimental a 600 K responde al modelo r= K CH C. Posteriormente se demostró que se trata de una reacción compleja desarrollada según el siguiente mecanismo(Benson, J. W.; Srinivasan, R,; J. Chem. Phys., 23,200,1955):

Por otra parte, la reacción B2 + H2 = 2HBr estudiada primeramente por...