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CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
Lic. Lidia Iñigo

Dijimos en el tema anterior que los coeficientes estequiométricos dan la proporción en la que reaccionan los reactivos expresada en moles y la proporción que se obtiene de productos también en moles. Esa proporción o relación se llama relación estequiométrica, y de acuerdo con la ley de Proust es constante para una determinada reacción. Al conocer larelación estequiométrica dada por los coeficientes estequiométricos se puede calcular cuanto de uno o de más productos se obtiene a partir de una determinada cantidad de reactivos, o a la inversa, si se quiere obtener una determinada cantidad de producto, de que cantidad de reactivos se debe partir. Estos son los cálculos estequiométricos, que es muy importante realizar, tanto en el laboratoriocomo en la industria.

De más está decir que para cualquier cálculo estequiométrico se parte de la base de la relación estequiométrica y que para ello la ecuación debe estar balanceada. Es totalmente incorrecto hacer un cálculo estequiométrico con una ecuación que no esté balanceada.

Siguiendo con el ejemplo de la síntesis de amoníaco:

3 H 2 + N2

2 NH3

La relación estequiométrica nosdice que 3 moles de hidrógeno reaccionarán con 1 mol de nitrógeno para formar dos moles de amoníaco. Conociendo esta relación podemos, mediante una simple proporción (regla de tres simple), hacer cualquier cálculo que necesitemos. Los primeros problemas de la Guía de Ejercitación son para que practiques esto, antes de profundizar en el tema.

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En el ejemplo anterior: ¿qué pasaría si losreactivos que se ponen a reaccionar no están en la relación estequiométrica? Por ejemplo si se ponen a reaccionar 3 moles de hidrógeno con dos moles de nitrógeno, ¿se formará más producto?

Para que compruebes si realmente entendiste cómo una ecuación representa la reacción química que ocurre te proponemos que hagas el siguiente ejercicio.

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Dados los siguientes esquemas en los que yrepresentan respectivamente átomos de hidrógeno y de cloro, seleccionar entre las ecuaciones que figuran a continuación la o las que corresponden a la reacción representada en los mismos. Explicar en los casos en que no es correcta la razón por lo cual no lo es.

a) Cl + H b) 5 Cl2 + 5 H2 c) 8 Cl2 + 5 H2 d) Cl2 + H2

HCl 10 HCl 10 HCl + 3 Cl2 2 HCl

Reactivo Limitante (RL)
Acabamos de ver quecuando los reactivos se colocan a reaccionar en una relación distinta de la estequiométrica hay un reactivo que se consume totalmente y uno o más reactivos que quedan en exceso. El reactivo que se consume totalmente es el reactivo limitante, y es el que está en defecto con respecto a la relación estequiométrica. No necesariamente tiene que ser el que está en menor cantidad en masa o en moles, observáque en el ejemplo de la síntesis de amoníaco, en la pregunta 1, se ponían a reaccionar 3 moles de hidrógeno con 2 moles de nitrógeno y sin embargo el reactivo limitante era el hidrógeno. El concepto de reactivo limitante es exactamente el mismo que se utiliza en cocina cuando queremos hacer cualquier preparación. Si queremos hacer una torta y tenemos menos cantidad de alguno de los ingredientes, nopodemos hacer la receta completa, debemos ajustar las proporciones a ese ingrediente y hacer una torta más chica.

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Supongamos que queremos preparar triples de jamón y queso. Cada sándwich necesita una feta de jamón, una feta de queso y tres tapas de pan. Si disponemos de 21 tapas de pan, 10 fetas de jamón y 15 fetas de queso ¿Cuántos sándwiches podremos preparar? ¿Cual es el ingredienteque limita la cantidad de sándwiches obtenida?

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¿Por qué es tan importante el reactivo limitante? ¿Qué es lo que limita? ¿Podemos hacer un cálculo estequiométrico a partir de cualquiera de los reactivos indistintamente?

Si las cantidades de reactivos no están en la relación estequiométrica debemos averiguar quién es el reactivo limitante, y hacer los cálculos estequiométricos a partir...