Quimico

ESTEQUIOMETRIA
1. Un hidrocarburo gaseoso cuya densidad en condiciones estándar es de 2’21  g  , produce por
 l


combustión de 4’32 g., la misma cantidad de agua y 14’08 g. de dióxido de carbono. Calcular su formula
molecular. Datos: C = 12, H = 1.
Solución.
El problema se puede hacer por leyes pondérales, calculando previamente la formula empírica y
luego la molecular o se puedehacer por estequiometria, en este caso tema se resuelve por el segundo método.
El primer paso será calcular el número de moles que intervienen, de cada componente, en la
reacción, para lo que se necesita la masa molecular de hidrocarburo gaseoso que se obtiene de la densidad
mediante la ecuación de gases ideales.
m

m
M →P⋅V


d=
m
m
=

R ⋅ T → P ⋅ M = R ⋅ T V → P ⋅ M = d ⋅ R⋅ T
P⋅V = n ⋅R ⋅T
V
M
En condiciones estándar (T = 298 K, P = 1 atm):
atm ⋅ L
2'21 g ⋅ 0'082
⋅ 298 K
L
d⋅R ⋅T
mol ⋅ K
M=
=
= 54 g
mol
P
1 atm
n=

(

)

n CxHy =

(
) 4'32 g
=
M (C x H y ) 54 g
m Cx H y

= 0'08 mol

mol
m(H 2 O )
4'32 g
n (H 2 O ) =
=
= 0'24 mol
M(H 2 O ) 18 g
mol
m(CO 2 ) 14'08 g
n (CO 2 ) =
=
= 0'32 mol
M(CO 2 ) 44 g
mol

Conocidoslos moles de cada componente se plantea la ecuación de combustión y se ajusta.
y
y

C x H y +  x + O 2 → x CO 2 + H 2 O
4
2

La relación estequiométrica o factor de conversión entre el hidrocarburo y el dióxido de carbono
permite calcular x.
CO 2
x 0'32
==
⇒x=4
C x H y 1 0'08
Repitiendo el calculo entre el hidrocarburo y el agua, se calcula y
y
H 2O
y 0'24
= 2= =
⇒y=6
1
20'08
Cx Hy
El hidrocarburo es el C4H6, que entre las posibles formas isómeras podría corresponder a butano,
butadieno, etc.

1

2. Supóngase que 0,26 moles de átomos de hierro reaccionan con 0,40 moles de átomos de oxigeno
para formar el producto óxido de hierro (III), Fe2 O3. ¿Qué elemento queda en exceso, y en qué cantidad?
Solución.
La estequiometria del óxido es de 2 átomos de Fepor cada tres átomos de O. Para saber cual de los
dos elementos está en exceso se divide los átomos de cada elemento por su coeficiente estequiométrico, el
mayor cociente corresponderá al elemento que se encuentra en exceso.
0'26
Fe :
= 0'13
2
)
0'40
O:
= 0'13
3
El oxigeno se encuentra en exceso, por lo tanto los cálculos se harán a partir del Fe puesto que es el
reactivo limitante.Teniendo en cuenta el factor de conversión de hierro a oxígeno, se calcula el número de moles
átomos de oxigeno que reaccionan con 0’26 moles de átomos de hierro.
O3
3
3
= → n (O )R = n (Fe)R = ⋅ 0'26 = 0'39 moles de átomos
Fe 2
2
2
El exceso de oxígeno se obtiene restando al inicial el que reacciona.
n (O )Exc = n (O )o − n (O )R = 0'40 − 0'39 = 0'01 mol
3. El superfosfato de cal es lamezcla de los productos que se obtienen por tratamiento de fosfato de
calcio y ácido sulfúrico según la reacción:
Ca 3 (PO 4 )2 + 2H 2 SO 4 → Ca (H 2 PO 4 )2 + 2CaSO 4
Suponiendo que el ácido sulfúrico se obtiene a partir de la pirita del 60% de riqueza, y que el rendimiento
global es del 80%. Calcular la cantidad de mineral pirita necesario para obtener 500 Tm. de superfosfato de
calcio.(Pirita: FeS2). Datos: S = 32, Fe = 56, Ca = 40, P = 31, H = 1, O = 16
Solución.
Hay que establecer el factor de conversión de fosfato diácido de calcio (superfosfato) a ácido
sulfúrico, para lo cual es necesario formular y ajustar todas las reacciones que intervienen en el proceso.
1. Tostación de la pirita.
11
2FeS 2 + O 2 → 4SO 2 + Fe 2 O 3
2
2. Oxidación del dióxido de azufre a trióxidode azufre.
1
SO 2 + O 2 → SO 3
2
3. Hidratación del SO3.
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
4. Reacción de desplazamiento del calcio con ácido sulfúrico
Ca 3 (PO 4 ) + 2H 2 SO 4 → Ca (H 2 PO 4 )2 + 2CaSO 4
Factores de conversión:
H 2 SO 4
2
=
Ca (H 2 PO 4 )2 1

SO 3
1
=
H 2 SO 4 1

SO 2 1
=
SO 3 1

FeS 2 2
=
SO 2
4

Multiplicando todos se obtiene el factor de conversión...