Estequiometria

CAPITULO 5: Estequiometría La palabra estequiometría fue introducida en 1792 por Jeremías Richter para identificar la rama de la ciencia que se ocupa de establecer relaciones ponderales (o de masa) en las transformaciones químicas. La estequiometría es una herramienta indispensable para la resolución de problemas tan diversos como la determinación de la concentración de calcio en una muestra deagua, la de colesterol en una muestra de sangre, la medición de la concentración de óxidos de nitrógeno en la atmósfera, etc. Una ecuación química contiene información acerca de las cantidades de reactivos y productos que participan en el proceso. Las ecuaciones químicas pueden interpretarse en términos de átomos y moléculas (en la nanoescala) o bien en términos de gramos, moles o litros (en lamacroescala). Si se dispone de la ecuación química ajustada que representa a una reacción química, se pueden realizar sencillas proporciones en las que se relacionan cantidades (moles, gramos, litros) de reactivos entre sí, de productos entre sí o de reactivos y productos. A modo de ejemplo analizaremos la siguiente reacción de formación de trióxido de azufre, a partir de dióxido de azufre y oxígeno.2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)

CADA VEZ QUE….. 2 moléculas de SO2 2 moles de SO2 128 g de de SO2 100 g de de SO2

REACCIONAN CON.... 1 molécula de O2 1 mol de O2 32 g de O2 25 g de O2

SE FORMAN.......... 2 moléculas de SO3 2 moles de de SO3 160 g de SO3 125 g de SO3

1. RECURSOS ALTERNATIVOS PARA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Existen algunas estrategias válidas para la resolución de problemas. Acontinuación presentamos dos formas de resolver un problema de estequiometría. “Supongamos que la nafta está compuesta únicamente por isooctano(C8H18(l)) y queremos conocer cúantos gramos de oxígeno reaccionan en la combustión de 100 g de isooctano”.

Cap.5 - Página 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Esquema operacional 1: 1) Escriba la ecuación química yestablezca el balance de masa. 2) Coloque el estado de agregación (sólido, liquido, gas) de los reactantes y productos, si dispone de dicha información, en caso contrario consulte con el docente. 3) Convierta la información suministrada en unidades físicas (por ejemplo gramos) en una unidad química adecuada (por ejemplo en moles, moléculas, iones, etc.). 4) Plantee las relaciones molares a través dela ecuación química balanceada. 5) Convierta los moles a la unidad solicitada gramos, moléculas, volúmenes, iones, etc. Con las sugerencias 1 y 2. Escribimos y balanceamos la ecuación química que representa la reacción: C8H18(g) 2 C8H18(g) + + 25/2 O2(g) → 25 O2(g) → 8 CO2(g) 16 CO2(g) + + 9 H2O(l) 18 H2O(l)

Con la sugerencia 3. Convertimos los datos a moles. Masa de la molécula de C8H18 = 114.2u.m.a. Masa de 1 mol de moléculas de C8H18 = 114,2 g Número de moles de C8H18 en 100 g = 0,8757 moles

Con la sugerencia 4. De la ecuación química balanceada obtenemos la relación molar entre los reactantes y productos, sabemos que 2 moles de C8H18 reaccionan con 25 moles de O2. 2 moles de C8H18 ---------- 25 moles de O2

0,8757 moles de C8H18 --------- x = 10,95 moles de O2

Cap.5 - Página2 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Con la sugerencia 5. Tal como lo pide el enunciado del problema convertimos los moles de O2 en gramos de O2 . 1 mol de O2 --------32 g de O2

10,95 moles de O2 --------- x = 350,4 g de O2

Esquema operacional 2: 1) Escriba la ecuación química y establezca el balance de masa. 2) Coloque el estado de agregación de losreactantes y productos, si dispone de dicha información, en caso contrario consulte con el docente. 3) Identifique en la reacción química, los datos y la incógnita del problema. 4) Plantee las relaciones molares en gramos, en moléculas, en volúmenes, etc., de acuerdo a los datos y las incógnitas del problema.

Las sugerencias 1 y 2 son iguales en ambos esquemas operacionales. Con la sugerencia 3....