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ESTEQUIOMETRÍA IIESTEQUIOMETRÍA II
Colegio Andrés Bello
Chiguayante
Colegio Andrés Bello
Chiguayante
Jorge Pacheco R.Profesor de Biología y Química
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ESTEQUIOMETRÍA IIESTEQUIOMETRÍA II
APRENDIZAJES ESPERADOS:
• Aplican la información de una ecuación química.
• Identifican los factores que limitan la formación de un compuesto en una reacción química.
• Infieren el rendimiento real y teórico a partir de los datos estequiométricos de algunas reacciones químicas.
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INFORMACIÓN CUANTITATIVAINFORMACIÓN CUANTITATIVA• De una ecuación química balanceada, se puede
obtener información como la que se presenta en el siguiente ejemplo:
2H2 + O2 2H2O
2 mol de H2 1 mol de O2 2 mol de H2O
2 x 6x10 23 moléculas de H2
6x10 23 moléculas de O2
2 x 6x10 23 moléculas de H2O
4 átomos de Hidrógeno 2 átomos de Oxígeno 4 átomos de Hidrógeno2 átomos de Oxígeno
4 g 32 g 36 g
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INFORMACIÓN CUANTITATIVAINFORMACIÓN CUANTITATIVA
Balance de Ecuaciones
Vídeo Reacciones Químicas
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TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAA) REACCIÓN DE COMBINACIÓN:
• Tipo de reacción en las que se combinan dos reactivos, que pueden ser elementos o compuesto, para formar un solo producto, según la siguiente ecuación general:.
Ejemplo: Reacción del aluminio metálico con oxígeno para formar el óxido de aluminio.
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TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAB) REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN:
• En este tipo de reacción una sustancia se descompone o “rompe”, produciendo dos o más sustancias distintas, de acuerdo con el siguiente mecanismo general.
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TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAC) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN SIMPLE:
Tipo de reacción en donde un elemento reacciona con un compuesto para reemplazar uno de sus componentes, produciendo un elemento y un compuesto diferentes a los originales:
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TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAD) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE:
• En este tipo de reacciones, dos compuestos intercambian sus elementos entre sí, produciendo dos compuestos distintos, de acuerdo al siguiente mecanismo general.
AB + CD AD + CB
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ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA• Para la siguiente ecuación química no balanceada
identifica: el Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.
C3H8 + O2 CO2 + H2O435
REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE
1 mol de C3H8
5 mol de O2
3 mol de CO2
4 mol de H2O
6,02x1023 moléculas de
C3H8
3,01x1024 moléculas de
O2
1,81x1024 moléculas de
CO2
2,41x1024 moléculas de
H2O
44 g 160 g 132 g 72 g
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ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA• Para la siguiente ecuación química debes balancearla,
si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.
HCl + ZnS ZnCl2 + H2S2
REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE
2 mol de HCl
1 mol de ZnS
1 mol de ZnCl2
1 mol de H2S
1,20x1024 moléculas de
HCl
6,02x1023 moléculas de
ZnS
6,02x1023 moléculas de
ZnCl2
6,02x1023 moléculas de
H2S
73 g 97 g 136 g 34 g
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ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA
Al + Br2 AlBr3 3
REACCIÓN DE COMBINACIÓN
2 mol de Al
3 mol de Br2
2 mol de AlBr3
1,20x1024 átomos de Al
1,81x1024 moléculas de
Br2
1,20x1024 moléculas de
AlBr3
54 g 480 g 534 g
22
• Para la siguiente ecuación química debes balancearla, si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.
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ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA
Fe + CuSO4 Cu + FeSO4
REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN SIMPLE
1 mol de Fe
1 mol de CuSO4
1 mol de Cu
1 mol de FeSO4
6,02x1023 átomos de Fe
6,02x1023 moléculas de
CuSO4
6,02x1023 átomos de Cu
6,02x1023 moléculas de
FeSO4
56 g 159,5 g 63,5 g 152 g
• Para la siguiente ecuación química debes balancearla, si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.
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ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA
H2O2 H2O + O2
REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN
2 mol de H2O2
2 mol de H2O
1 mol de O2
1,20x1024 moléculas de
H2O2
1,20x1024 moléculas de
H2O
6,02x1023 moléculas de
O2
68 g 36 g 32 g
22
• Para la siguiente ecuación química debes balancearla, si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.
![Page 14: ESTEQUIOMETRÍA II Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061222/54c1414249795941218b5443/html5/thumbnails/14.jpg)
ESTEQUIOMETRÍA, CÁLCULO APARTIR DE REACCIONES
QUÍMICAS
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ESTEQUIOMETRÍAESTEQUIOMETRÍA• Determinar la cantidad de “materiales” que serán
empleados en la ejecución de una determinada tarea es un principio básico de eficiencia en toda profesión u oficio. Por ejemplo, un maestro albañil debe calcular la cantidad de arena, ripio y cemento necesaria para construir un piso o un muro, de lo contrario aumenta innecesariamente el costo del muro y tendrá que desperdiciar o botar lo que sobra.
• Esta misma situación se aplica a la química; los científicos en los laboratorios de investigación o en laboratorios con fines industriales deben determinar la cantidad de materiales que necesitan para elaborar un determinado producto y así proceder a ejecutar las reacciones químicas que sean necesarias.
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RELACIÓN MOLARRELACIÓN MOLAR• La relación molar o método mol a mol, corresponde a la
relación entre la cantidad de moles entre dos de las especies que participan en la reacción. Por ejemplo, si observamos la reacción de combinación del agua se tiene:
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EJEMPLO 1EJEMPLO 1
Paso 1: Determinar el número de moles de la sustancia inicial.
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EJEMPLO 1EJEMPLO 1Paso 2: Determinar la relación molar de la sustancia deseada a la sustancia inicial. A partir de la cual es posible calcular la cantidad de moles que se formarán de CO2.
Si: 1 mol de C6H12O6 =2 mol de C6H12O6
6 mol CO2 X mol CO2
X =6 mol CO2 x 2 mol de C6H12O6
1 mol de C6H12O6
X = 12 mol de CO2
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EJEMPLO 1EJEMPLO 1
m = n x M
Paso 3: Transformar el resultado a masa en gramos. La Masa Molar del CO2 es 44 g/mol.
m = 12 mol x 44 g/mol
m = 528 g de CO2
Respuesta: Se obtendrán 528 g de CO2 al reaccionar 2 moles de glucosa (C6H12O6)
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EJEMPLO 2EJEMPLO 2
Paso 1: Determinar el número de moles de la sustancia inicial. La Masa Molar del N2O es 44 g/mol.
n =m
M
n =8,75 g
44 g/mol
n = 0,199 mol N2O
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EJEMPLO 2EJEMPLO 2Paso 2: Determinar la relación molar de la sustancia deseada a la sustancia inicial.
Si: 10 mol de HNO3 =X mol de HNO3
1 mol N2O 0,199 mol N2O
X =10 mol de HNO3 x 0,199 mol de N2O
1 mol de N2O
X = 1,99 mol de HNO3
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Paso 3: Transformar el resultado a masa en gramos. La Masa Molar del HNO3 es 63 g/mol.
EJEMPLO 2EJEMPLO 2
m = n x M
m = 1,99 mol x 63 g/mol
m = 125,37 g de HNO3
Respuesta: Son necesarios 125,37 g de HNO3
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EJERCICIOSEJERCICIOS1. El metano se quema de acuerdo con la
siguiente ecuación (M.A. C= 12, H=1; O=16).
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)
¿Cuántos gramos de CO2 se producen cuando se queman 8 g de CH4?
2. ¿Qué masa de magnesio se necesita para que reaccione con 9,27 g de nitrógeno? La ecuación que explica el proceso es (M.A. Mg= 24; N= 14).
Mg(s) + N2(g) Mg3N2
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REACTIVO LIMITANTE
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REACTIVO LIMITANTEREACTIVO LIMITANTE• En los procesos químicos existe un reactivo que limita
la cantidad de productos que se pueden obtener durante una reacción, denominado reactivo limitante.
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CONCEPTOSCONCEPTOS
• Reactivo Limitante: Reactivo que se consume primero en una reacción química. La cantidad máxima de producto que se forma depende de la cantidad de este reactivo.
• Reactivo Excedente: Son los reactivos presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante.
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EJEMPLOEJEMPLOLa reacción entre el aluminio y el óxido de hierro (III) puede producir temperaturas cercana a los 3000°C, lo que se utiliza para soldar metales:
2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2FeEn un proceso se hicieron reaccionar 81 g de Al con 320 g de Fe2O3. Determinar el reactivo limitante y la cantidad en gramos de Al2O3 que se produce.
n Al =81 g
27 g/moln Al = 3 mol
n Fe2O3 =320 g
160 g/moln Fe2O3 = 2 mol
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EJEMPLOEJEMPLO
Si: 2 mol de Al=
3 mol de Al
1 mol Fe2O3 X mol Fe2O3
X = 1,5 mol de Fe2O3
Si: 1 mol de Fe2O3 =2 mol de Fe2O3
2 mol Al X mol Al
X = 4 mol de Al
Al : R.L.
Fe2O3 : R.E.
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EJEMPLOEJEMPLO
Si: 2 mol de Al=
3 mol de Al
1 mol Al2O3 X mol Al2O3
X = 1,5 mol de Al2O3
• La cantidad de Al2O3 se determina con la cantidad de reactivo limitantes presente. Así, que:
m = n x M m = 1,5 mol x 102 g/mol
m = 153 g de Al2O3
Respuesta: Se producen 153 g de Al2O3
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EJERCICIOSEJERCICIOS1. Considerando la siguiente ecuación, ¿cuánto ácido
sulfúrico en gramos (H2SO4) se puede formar a partir de 5 mol de dióxido de azufre (SO2) y 2 mol de oxígeno (O2) (M.A. S= 32, H=1; O=16).
2 SO2(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2H2SO4(ac)
2. El proceso para la producción de amoniaco (NH3) se representa mediante la siguiente ecuación balanceada: N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g). (M.A. N= 14, H= 1).
A. ¿Cuántos g de NH3 (amoniaco) se pueden obtener a partir de 100 g de N2 y 100 g H2.
B. ¿Cuál el reactivo limitante y cuál el reactivo en exceso?C. Determina la cantidad de g de reactivo en exceso que
queda al final de la reacción.
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RENDIMIENTO DE LA REACCIÓNRENDIMIENTO DE LA REACCIÓN
• Rendimiento Teórico: Es la cantidad calculada de producto que se puede obtener a partir de una determinada cantidad dada de reactivo, de acuerdo con la ecuación química.
• Rendimiento Real: Es la cantidad de producto que efectivamente se obtiene en una reacción.
• Rendimiento Porcentual: Corresponde a la relación real entre el rendimiento teórico y el real.
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EJEMPLOEJEMPLO• Se prepara bromuro de plata (AgBr) haciendo reaccionar
200 g de bromuro de magnesio (MgBr) con la cantidad adecuada de nitrato de plata (AgNO3). ¿Cuál será el rendimiento porcentual de la reacción si se obtienen 375 g de bromuro de plata?
MgBr2 + 2 AgNO3 Mg(NO3)2 + 2AgBr
PASO 1: Sabiendo que la masa molecular de MgBr2= 184,13 g/mol, se calcula la cantidad de sustancia (mol) a la que equivalen 200 g de MgBr2. n = 1,09 moles.
![Page 33: ESTEQUIOMETRÍA II Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061222/54c1414249795941218b5443/html5/thumbnails/33.jpg)
EJEMPLOEJEMPLO
Si: 1 mol de MgBr2 =1,09 mol de MgBr2
2 mol AgBr X mol AgBr
Paso 2: Determinar la relación molar de la sustancia deseada a la sustancia inicial.
X = 2,18 mol de AgBr
Sabiendo que la masa molar del AgBr es 187,8 g/mol, se obtiene que su masa es:
m = n x M m = 2,18 mol x 187,8 g/mol
m = 409,4 g de AgBr
![Page 34: ESTEQUIOMETRÍA II Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061222/54c1414249795941218b5443/html5/thumbnails/34.jpg)
Paso 3: Para determinar el rendimiento de la reacción se compara el rendimiento real (375 g) con el teórico (409,4 g).
EJEMPLOEJEMPLO
Rendimiento porcentual =
Rendimiento realx 100
Rendimiento teórico
Rendimiento porcentual
= 91,59 %
Rendimiento porcentual =
375 gx 100
409,4 g
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EJERCICIOSEJERCICIOS• En un experimento se obtuvieron 3,43 g de SOCl2. esta
reacción tiene un rendimiento teórico de 5,64 g de SOCl2. considerando que la ecuación química es:
SO2 + PCl5 SOCl2 + POCl3
Determina el rendimiento porcentual de la reacción.
• El cloruro de calcio con nitrato de plata para producir un precipitado de cloruro de plata de acuerdo a la siguiente ecuación:
CaCl2(ac) + AgNO3(ac) AgCl(s) + Ca(NO3)2(ac)
En un experimento se obtienen 1,864 g de precipitado (sólido). Si el rendimiento teórico del cloruro de plata es 2,45 g, ¿cuál es el rendimiento porcentual de la reacción?
![Page 36: ESTEQUIOMETRÍA II Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061222/54c1414249795941218b5443/html5/thumbnails/36.jpg)
Muchas GraciasMuchas Gracias
Colegio Andrés Bello
Chiguayante
Colegio Andrés Bello
Chiguayante