ESTEQUIOMETRÍA

REACCIONES QUÍMICAS

Las reacciones químicas son los procesos mediante los cuales se transforman las sustancias en otras de diferente naturaleza.

Por ejemplo: La combustión de la gasolina, la transformación de los alimentos en sustancias asimilables, la corrosión del hierro

LAS ECUACIONES QUÍMICAS

• Son formas de describir las reacciones abreviadamente, nos informan acerca de los siguientes aspectos:

• Reactivos y productos separados por una flecha

• Cantidad de cada uno

• Se llama ecuación porque la cantidad de átomos en los reactivos es igual a la cantidad de átomos en los productos en una ecuación balanceada

• Una ecuación química da información acerca de cuales son los reactivos y cuantos y cuales son sus símbolos o fórmulas. La ecuación presenta esta misma información para los productos.

CLASES DE REACCIONES QUÍMICAS

• REACCIONES DE COMBINACIÓN O S_ÍNTESIS

• Los reactivos son dos o más sustancias y el producto es una sustancia más compleja

• 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

• CaO + H₂O → Ca(OH)₂

• HCl + NH₃ → NH₄Cl

• C + O₂ → CO₂

Reacciones de descomposición

 

Reacciones de desplazamiento

 

Reacciones de doble desplazamiento

• NaOH + HCl → NaCl + H₂O

• Na₂CO₃ + CaCl₂ → NaCl + CaCO₃

ESTEQUIOME TRÍA

​se cumple la ley de la conservación de la masa, por tanto cuando se trata de calcular cuanto O₂ se necesita para que reaccione con una cierta cantidad de C_(s) la información importante contenida en la ecuación química es la razón 1 mol de O₂ /1mol de C, se conoce como Razón Estequiométrica o Razón Molar

• se cumple la ley de la conservación de la masa, por tanto cuando se trata de calcular cuanto O₂ se necesita para que reaccione con una cierta cantidad de C_(s) la información importante contenida en la ecuación química es la razón 1 mol de O₂ /1mol de C, se conoce como Razón Estequiométrica o Razón Molar

• Para resolver problemas estequiométricos es indispensable:

• Formular y balancear la ecuación

• Convertir a moles las cantidades de las sustancias que intervienen, pués es más cómodo trabajar con números sencillos

• Tener en cuenta la Razón Molar en la ecuación balanceada

Ejemplo

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

Teniendo en cuenta esta ecuación, calcular

a. Los gramos de CO₂ que se producen en la combustión de 64 g. de metano con suficiente oxígeno.

b. Las moles de agua que se producen

Solución: Se aplican los pasos propuestos:

1°. Balancear la ecuación

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

2°. A moles: 64 g de CH₄ x 1mol CH₄ / 16 g CH₄ = 4 mol CH₄

4 mol CH₄ x 1 mol CO₂ / 1 mol CH₄ = 4 mol CO₂ x 44 g CO₂ / 1 mol CO₂ = 176 g CO₂

Multiple Choice

b. Las moles de agua que se producen

• 8 moles de agua

• 4 moles de agua

• 2 moles de agua

• 16 moles de agua

REACTIVO LÍMITE

• Cuando sucede una reacción química, generalmente, las sustancias reaccionantes se mezclan arbitrariamente, sin tener en cuenta las relaciones estequiométricas, por lo cual un reaccionante se puede consumir por completo sin que se hayan acabado los demás

• En los laboratorios e industrias los reactivos baratos se utilizan en exceso y parte de ellos queda sin reaccionar, pero habrá uno que se consume totalmente y limita la formación de más productos

Ejemplo

La relación molar metano a oxígeno es

• 1 mol de CH₄ ------------ 2 mol de O₂

• Se tienen 4 ------------ 10

• Se utilizan 4 --------------- 8

• Excedentes 0 --------------2

• Se puede ver que se consume todo el metano y sobra oxígeno; el reactivo límite es el metano

PUREZA DE REACTIVOS Y PRODUCTOS

• En los ejemplos anteriores se ha considerado que las sustancias que intervienen son químicamente puras. Sin embargo, casi siempre éstas contienen impurezas, es decir, sustancias que acompañan al reactivo pero que no participan en la reacción o que se mezclan con los productos afectando su calidad.

• Las impurezas como materia que son, tienen un peso determinado, que aumenta el peso de la sustancia pura.

• Para calcular la cantidad de sustancia pura que en realidad va a reaccionar, se debe tener en cuenta que la sustancia pura, más las impurezas, es igual al todo, o sea al 100 %

• Como las relaciones estequiometricas de las reacciones químicas son únicamente para sustancias puras, si los reactivos son impuros, se debe calcular primero la cantidad de material puro que contienen los reactivos empleados

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• Si los productos se obtienen mezclados con otras sustancias (impurezas), primero se calcula la cantidad pura, de acuerdo con la relación molar de la ecuación y luego se tiene en cuenta el porcentaje de pureza para calcular el total obtenido, recordando que el producto impuro es más pesado

• Ejemplo: ¿Cuántos gramos de oxido de magnesio se obtienen cuando se hacen reaccionar 50 g, de magnesio del 80% con suficiente oxígeno puro?

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Multiple Choice

Ejemplo: ¿Cuántos gramos de oxido de magnesio se obtienen cuando se hacen reaccionar 50 g, de magnesio del 80% con suficiente oxígeno puro?

• 86,6 g MgO

• 66.8 g MgO

• 40 g MgO

• 1.67 g MgO

RENDIMIENTO TEÓRICO Y EFICIENCIA DE LA REACCIÓN

• En algunas situaciones, durante una reacción, se producen reacciones secundarias, de acuerdo con las condiciones del proceso.

• También puede ocurrir que la reacción no termine y se llegue a un equilibrio de reactivos y productos

• Tanto las reacciones secundarias como las incompletas producen rendimientos inferiores al teórico o esperado.

• El rendimiento teórico es la máxima cantidad de productos que se pueden obtener, con el reactivo límite, si no se producen reacciones secundarias y la reacción procede hasta completarse

• La cantidad de producto obtenido experimentalmente se compara con el rendimiento teórico y se expresa en porcentaje