Reactivos limitantes

QUÌMICA I

GUIA DE REFORZAMIENTO DE REACTIVO LIMITANTE, EXCESO Y PORCENTAJE DE RENDIMIENTO
Reactivo limitante
Es aquel reactivo concreto de entre los que participan en una reacción cuya cantidad determina la cantidad máxima de producto que puede formarse en la reacción. 
Proporción de reacción
Cantidades relativas de reactivos y productos que intervienen en una reacción. Esta proporciónpuede expresarse en moles, mili moles o masas. 
Rendimiento real
Cantidad de producto puro que se obtiene en realidad de una reacción dada. Compárese con rendimiento teórico. 
Rendimiento teórico
Cantidad máxima de un producto específico que se puede obtener a partir de determinadas cantidades de reactivos, suponiendo que el reactivo limitante se consume en su totalidad siempre que ocurra unasola reacción y se recupere totalmente el producto. Compárese con rendimiento. 
Rendimiento porcentual
Rendimiento real multiplicado por 100 y dividido por el rendimiento teórico. 
Porcentaje de pureza
El porcentaje de un compuesto o elemento específico en una muestra impura. 
Modificaciones alotrópicas (alótropos)
Formas diferentes del mismo elemento en el mismo estado físico.
ReactivoLimitante
Los cálculos se basan en la sustancia de la que había menor cantidad, denominada "reactivo limitante". Antes de estudiar el concepto de reactivo limitante en estequiometria, vamos a presentar la idea básica mediante algunos ejemplos sencillos no químicos.
* Suponga que tiene 20 lonchas de jamón y 36 rebanadas de pan, y que quiere preparar tantos bocadillos como sea posible con unaloncha de jamón y dos rebanadas de pan por bocadillo. Obviamente sólo podemos preparar 18 bocadillos, ya que no hay pan para más. Entonces, el pan es el reactivo limitante y las dos lonchas de jamón demás son el "exceso de reactivo".
¿Qué masa de CO2 se producirá al reaccionar 8,0 gramos de CH4 con 48 gramos de O2 en la combustión del metano?
Reproduzcamos la reacción ajustada:

1 mol       2moles                   1 mol            2  moles
16 g          64 g                       44 g              36 g
Con nuestros datos se calcula el número de moles de cada uno.

La ecuación ajustada indica la relación de los reactivos al reaccionar:
                        1 mol de CH4                  a                      2 moles de O2
                        0,5 mol de CH4            a                      1 mol de O2
pero como realmente tenemos:
                        0,5 mol de CH4             a                      1,5 de O2
Entonces una vez que han reaccionado 0,5 moles de CH4 con 1 mol de O2, la reacción se detiene por agotamiento del CH4, y quedarían 0,5 moles de O2 de exceso. El CH4 es el reactivo limitante y sobre él deben basarse los cálculos.

Rendimiento de las ReaccionesQuímicas
Muchas reacciones no se efectúan en forma completa; es decir, los reactivos no se convierten completamente en productos. El término "rendimiento" indica la cantidad de productos que se obtiene en una reacción.

Problema: se hacen reaccionar 50.00g de Cu (90% de pureza) con 400.00ml de una solución 6 M de  ácido nítrico a 50ºC y 3 atmósferas, con un rendimiento del 95 % respecto de Cu(NO3)2.Calcular:
a] Reactivo limitante y reactivo en exceso
b] Masa de reactivo en exceso.
c] Masa de nitrato(V) de cobre (II) obtenida.
d] Volumen de dióxido de nitrógeno obtenido.
e] Moles y moléculas de agua obtenidos.

1º]- Debe plantearse la ecuación química e igualarla según lo indicado anteriormente.

Cu + 4 HNO3 --------> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

2º]- Se coloca debajo de laecuación, las relaciones estequiometrias de masa y moles obtenidas a partir de los pesos atómicos y moleculares tomando en cuenta los coeficientes de igualación. También se colocan las masas o moles dados por el problema:
Cu + 4 HNO3 --------> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
Relac.esteq. 63.54g 252.00g 187.54g 92.00g 36.00g
1 mol 4 moles 1 mol...