ESTEQUIOMETRÍA
¿Qué es la estequiometría?
La estequiometría establece
relaciones entre las moléculas o elementos que conforman los reactivos de una
ecuación química con los productos de dicha reacción. Las relaciones que
se establecen son relaciones MOLARES entre los compuestos o elementos
que conforman la ecuación química: siempre en MOLES, NUNCA en gramos.
|
La estequiometría es el
estudio de las relaciones cuantitativas (de cantidades) entre los reactivos y
los productos en una ecuación química y se basa en la ecuación balanceada. Los coeficientes
estequiométricos de una reacción química sólo nos indican la proporción en la
que reaccionan dichas sustancias. No nos dicen cuánto están reaccionando. |
Analicemos
la siguiente ecuación química balanceada: C7H8 +
9 O2 → 7 CO2 + 4 H2O
Podemos
establecer las siguientes relaciones:
- Por 1 mol de C7H8 que
reacciona, se necesitan 9 moles de O2.
En pocas palabras, estamos estableciendo una regla de tres, la cual
también la podemos escribir como un factor de conversión unitario:
1.1 CÁLCULOS CON ESTEQUIOMETRÍA
Una reacción química balanceada, nos informa sobre las relaciones molares entre reactantes y productos.
Cuando se lleva a cabo una reacción química ya sea, en el laboratorio, en una fábrica o en la naturaleza, las cantidades que se emplean pueden ser muy variadas y se conocen como las condiciones de reacción. Las relaciones estequiométricas, nos permitirán conocer la cantidad de producto que esperamos en las reacciones químicas, dicho de otra manera, estas relaciones nos permiten conocer cuánto se producirá o cuánto se necesitará de una sustancia, cuando la reacción ocurre a esas condiciones.
Caso #1: (Pasar de mol a mol) Video. (
¿Cuántos moles de cloruro de magnesio (MgCl2), se producirán, si se hacen reaccionar 2 moles de Mg con suficiente cantidad de ácido clorhídrico (HCl)?
La reacción química es la siguiente:
Mg(s) + HCl(ac) → MgCl2(ac) + H2(g)
Caso #2: (Pasar de gramos a mol) Video. (
¿Cuántos moles de cloruro de magnesio (MgCl2), se producirán, si se hacen reaccionar 2,4 g de Mg con suficiente cantidad de ácido clorhídrico (HCl)?
El primer paso será balancear la ecuación, esto permite conocer las relaciones estequiométricas existentes entre reactivos y productos.
Mg(s) + 2 HCl(ac) → MgCl2(ac) + H2(g)
El segundo paso, como las relaciones estequiométricas se establecen en moles, debemos conocer a cuántas moles equivale la cantidad en gramos del reactivo. Si la masa molar del Mg es igual a 24 g/mol, tendremos que a las condiciones de la reacción descrita anteriormente, se están haciendo reaccionar 0,1 mol de Mg.
El tercer paso, analizamos las relaciones estequiométricas descritas en la ecuación balanceada. Podemos ver que la relación entre el Mg (reactivo) y el MgCl2 (producto) es 1:1; por lo que podemos concluir que a las condiciones de esa reacción se producirán 0, 1 mol de MgCl2.
Caso #3: (De mol a gramos)
¿Cuántos gramos de NH 3 se producirán cuando se hagan reaccionar 33 mol de H 2 de acuerdo con esta ecuación química?
N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)
Solución
Las conversiones son las mismas, pero se aplican en un orden diferente. Comience usando la ecuación química balanceada para convertir a moles de otra sustancia y luego usar su masa molar para determinar la masa de la sustancia final. En dos pasos, tenemos
33.9molH2×(2molNH3/3molH2)=22.6molNH3
Ahora, usando la masa molar de NH 3, que es de 17.03 g/mol, obtenemos
22.6molNH3×(17.03gNH3/1molNH3)=385gNH3
Caso #4: (De gramos a gramos) Video. (
¿Qué masa de Mg se producirá cuando reaccionen 86?4 g de K?
MgCl2(s)+2K(s)→Mg(s)+2KCl(s)
Solución
Simplemente seguiremos los pasos
masa K → mol K → mol Mg → masa Mg
Además de la ecuación química equilibrada, necesitamos las masas molares de K (39.09 g/mol) y Mg (24.31 g/mol). En una línea,
86.4gK×(1molK/39.09gK)×(1molMg/2molK)×(24.31gMg/1molMg)=26.87gMg
Comentarios
Publicar un comentario