Practica N° 2: Estequiometria

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
LABORATORIO DE QUÍMICA BÁSICA
PRACTICA N° 2: ESTEQUIOMETRIA


Objetivo
El alumno comprobará prácticamente el grado de exactitud del cálculo estequiométrico y la eficiencia de una reacción química.
Consideraciones teóricas
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Cantidades de reactivos y productos
La estequiometriaes el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química.
Para calcular la cantidad de producto formado en una ecuación se utilizan moles. Este método se denomina método del mol, que significa que los coeficientes estequiométricos en una reacción química se pueden interpretar como el número de moles de cada sustancia. Por ejemplo, la combustión del monóxido de carbono en elaire produce dióxido de carbono:
2COg+O2g→2CO2g
Para los cálculos estequiométricos esta ecuación puede leerse como: “2 moles de monóxido de carbono gaseoso se combinan con 1 mol de oxígeno gaseoso para formar 2 moles de dióxido de carbono gaseoso”.
El método del mol consta de los siguientes pasos:
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MOLES DE REACTIVO→MOLES DE PRODUCTO
MASA DE REACTIVO→MOLES DE REACTIVO→MOLES DEPRODUCTO
MASA DE REACTIVO→MOLES DE REACTIVO→MOLES DE PRODUCTO→MASA DE PRODUCTO

1. Escriba las fórmulas correctas para todos los reactivos y productos y haga el balanceo de la ecuación resultante.
2. Convierta en moles las cantidades de algunas o de todas las sustancias conocidas (generalmente, los reactivos).
3. Utilice los coeficientes de la ecuación balanceada para calcular el número demoles de las cantidades buscadas o desconocidas (generalmente los productos) en el problema.
4. Utilizando los números calculados de moles y las masas molares convierta las cantidades desconocidas en las unidades que se requieran (generalmente en gramos).
5. Verifique que la respuesta sea razonable en términos físicos.
El paso 1 es un requisito previo para cualquier cálculoestequiométrico. Se debe conocer la identidad de los reactivos y de los productos, y sus relaciones de masa deben considerar la ley de la conservación de la masa (es decir, se debe tener una ecuación balanceada). El paso 2 es el punto crítico para convertir los gramos (u otras unidades) de las sustancias en números de moles. Esta conversión permite analizar la reacción real sólo en términos de moles.
Paracompletar el paso 3, es necesario balancear la ecuación, lo que ya se hizo en el punto 1. El punto clave aquí es que en una ecuación balanceada, los coeficientes indican la relación en la cual las moles de una sustancia reaccionan o forman moles de otra sustancia. El paso 4 es semejante al paso 2, excepto que ahora se refiere a las cantidades buscadas en el problema. El paso 5 con frecuencia sesubestima, pero es muy importante. En el diagrama anterior se muestran tres tipos de cálculos estequiométricos comunes.
En la estequiometria se utiliza el símbolo: ≎
Que significa “estequiométricamente equivalente a” o simplemente “equivalente a”. En la ecuación balanceada para la formación de dióxido de carbono, 2 moles de CO reaccionan con un mol de O2, por lo que 2 moles de CO son equivalentes a1mol de O2 :
2 moles CO≎1 mol O2
En términos del método del factor unitario, se escribe como:
2 mol CO1 mol O2=1 | ó | 1 mol O22 mol CO=1 |
De la misma manera, debido a que 2 moles de CO (o 1 mol de O2) producen 2 moles de CO2, se puede decir que 2 moles de CO (o 1 mol de O2) son equivalentes a 2 moles de CO2:
2 mol CO≎ 2mol CO2
1 mol O2 ≎ 2 mol CO2
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Reactivo limitante
Cuandoun químico efectúa una reacción, generalmente los reactivos no están presentes en las cantidades estequiométricas exactas, es decir, en las proporciones que indica la ecuación balanceada. Como consecuencia, algunos reactivos se consumen mientras que parte de otros se recuperan al finalizar la reacción. El reactivo que se consume primero en la reacción recibe el nombre de reactivo limitante, ya...