6ta Unidad

Estequiometria

La Estequiometría es la parte de la química que se refiere a la determinación de las masas de combinación de las substancias en una reacción química, hace referencia al número relativo de átomos de varios elementos encontrados en una sustancia química y a menudo resulta útil en la calificación de una reacción química, en otras palabras se puede definir como la parte de la Química que trata sobre las relaciones cuantitativas entre los elementos y los compuestos en reacciones químicas.

Independientemente de que las unidades utilizadas para los reactivos (o productos) sean moles, gramos, litros (para los gases) u otras unidades, para calcular la cantidad de producto formado (o reactivo que le dio origen) en una ecuación se utilizan moles

Para entender mejor a esta rama de la química, es necesario establecer algunos conceptos como lo es; mol que se define como la cantidad de materia que tiene tantos objetos como el número de átomos que hay en exactamente en 12 gramos de 12C, así como también La reacción química se define como, el proceso mediante el cual una o más sustancias sufren un proceso de transformación; entre otras definiciones importantes las cuales se estará desarrollando de una manera más explícita y detallada en la siguiente investigación realizada.

Una de las maneras de realizar los cálculos de Estequiometria es por medio del método del Mol

se pueden interpretar como el número de moles de cada sustancia o como el número de moléculas de cada sustancia.

Entre los pasos necesarios a realizar antes son: 

 

• PASO 1:  Balancear la ecuación.

PASO 2: Se ubican los datos teniendo en cuenta moles buscados y conocidos.

• PASO 3:  Aplicar método de las proporciones.

Se hace la relación molar a partir de una regla de tres simple.

 

Volumen Molar

Condiciones de temperatura y presión estándar: • T 0C = 00C = 273K • P = 760mmHg = 1 atm 

 Un mol de un gas a TPE (temperatura y presión estándar) ocupa un volumen de 22.4L

Volumen molar .Unidad de medida del Sistema Internacional de Unidades de valor constante para expresar cuantitativamente a partir de las unidades de base el volumen ocupado por un mol de cualquier sustancia gaseosa en condiciones de presión y temperatura, su símbolo es Vm.

A continuacion se te presentara unos ejemplos y ejercicios acerca de Volumen Molar y metodo de Mol

El Volumen Molar:

El Volumen Molar (V_m) de una sustancia gaseosa es el volumen que ocupa 1 mol de dicha sustancia.

De la Ley de Avogadro se desprende que en condiciones normales (1 atmósfera de presión y 0ºC de temperatura) el Volumen Molar de un gas ideal es constante e igual a 22,4 litros / mol:

Vm (1atm, 0ºC) = 22,4 litros · mol-1

Por lo tanto podemos calcular el volumen y el peso de un gas ideal de las siguientes maneras:

Volumen (litros) = 22,4 · nº moles

Peso (gramos) =	Volumen (litros)	· Peso molecular del gas
	22,4.

• Ejemplo 1: Calcular el volumen que ocuparía 1 kg de oxígeno (O₂) a 1 atmósfera de presión y 0ºC.

En primer lugar necesitamos conocer el número de moles de O₂ que están presentes en 1 kg. Lo averiguamos a partir de su peso molecular:

 

• Peso molecular del O₂ = 32 gramos / mol = 0,032 kg / mol
• 1kg / (0,032 kg / mol) = 31,25 moles de O₂

Ya conocemos el número de moles de gas, por lo tanto, suponiendo que el O₂ es un gas ideal tenemos que:

• Volumen O₂ = 31,25 mol · 22,4 litros / mol = 700 litros 

• Ejemplo 2: Calcular cuanto pesaría un globo de helio esférico de 1 metro de diámetro.
  
  En primer lugar calculamos el volumen del globo:
  

  Volumen esfera =	4 · π · r3	=	4 · 3,14 · 0,53	= 0,52 m3 = 520 litros
  	3 .		3 .

  Ahora calculamos el número de moles de gas suponiendo que el helio es un gas ideal:
  • Moles helio = 520 / 22,4 = 23,2 moles
  
  Entonces solo nos queda calcular el peso sabiendo que el peso molecular del helio son 4 gramos /mol:
  

  • Peso = 23,2 moles · 4 gramos / mol = 92,8 gramos de helio

  
  
• Ejercicio 1: Sea un aula estándar de 30 alumnos que mide 12 metros de ancho por 15 de largo y 3 de altura. 

  
  

  Calcular el peso del aire del aula en kilogramos sabiendo que su composición en volumen es 78,08% N₂, 20,95% O₂, 0,93% Argón y 0,04% CO₂ suponiendo condiciones normales. Los pesos moleculares de estos cuatro gases son 28, 32, 40 y 44 gramos/mol respectivamente.

Para realizar este ejercicios puedes basarte de los siguientes videos acerca de como puedes realizarlos:

• ESTEQUIOMETRÍA Masa-Mol (paso a paso)
• Volumen molar

Reactivo Limitante y Reactivo en Exceso

Una reacción química se produce en condiciones estequiométricas cuando las cantidades de reactivos (en moles) están en las proporciones idénticas a las de la ecuación química ajustada.

Es frecuente que se use un exceso de alguno de los reactivos para conseguir que reaccione la mayor cantidad del reactivo menos abundante.

El reactivo que se consume en su totalidad es el que va a limitar la cantidad de producto que se obtendrá y se denomina reactivo limitante. Los otros reactivos se llaman excedentes o en exceso y no se consumen totalmente.

Cuando el reactivo limitante se consume no se puede formar más producto. • Los reactivos en exceso son los reactivos presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante

Se determina el reactivo limitante, para hacer los cálculos de cuando producto se forma, utilizando el método del mol. 

Cabe mencionar que NUNCA LOS CÁLCULOS DEBEN EFECTUARSE CON LOS REACTIVOS EN EXCESO.

Aqui te presentamos algunos ejemplos con su respectiva solucion para comprender de mejor manera como obtener el reactivo limitante y en exceso

•  El hidrógeno y el oxígeno gaseosos reaccionan, en condiciones adecuadas, dando

agua líquida. Si se hacen reaccionar 10 L de H2 con 3,5 L de O2, medidos en condiciones normales.

Datos  Masas atómicas H= 1;O=16

a) ¿Qué masa de agua, se obtiene?  Solucion 1

•  Calcular , los gramos de ZnSO4 obtenidos al reaccionar 10 gr de Zn con 100 ml de H2SO4 ,  2 M .

Datos  Masas atómicas H= 1 ;O=16 ; S=32 ; Zn = 65,4  Solucion 2

 

• En síntesis del amoniaco reaccionan 10 gr de H2 con 50 gr de N2 . Calcula los gramos que sobran

del reactivo en exceso y la masa de amoniaco que se obtiene .

Datos  Masas atómicas H= 1; N=14   Solucion 3

Rendimiento Real

La cantidad de reactivo limitante determina el RENDIMIENTO TEÓRICO de una reacción, a través de la aplicación del método del mol. 

El rendimiento teórico es el rendimiento máximo que se puede obtener cuando la reacción es exitosa en un 100%.

A la cantidad de producto realmente formado se le llama simplemente rendimiento o rendimiento (real) de la reacción. Una reacción química generalmente no progresa hasta que se agota totalmente el reactivo limitante, por diversas razones: - Existe la posibilidad de que no toda la materia prima reaccione

Gracias por visitarnos...