CALCULOS ESTEQUIOMTRICOS EN REACCIONES QUMICAS

LICENCIATURA EN QUMICA

INTRODUCCIN A LA QUMICA

Dr. Francisco J. Zuno Cruz

Unive

rsida

d Aut

noma

del E

stado

de H

idalgo

Licen

ciatur

a en Q

umica

Dr. F

rancis

co J.

Zuno

Cruz

ESTEQUIOMETRA

Es la rama de la qumica que trata

de las relaciones cuantitativas de

reactivos y productos (elementos

y compuestos) en una reaccin

qumica.

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CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

Ecuacin Qumica

Nivel

bsico Metano reacciona con oxgeno para dar dixido de carbono y agua

1 mol de reacciona 2 moles de para 1 mol de 2 moles de

metano con oxgeno dar dixido de carbono y agua

LEY DE LA CONSERVACION DE LA MASA

La materia no se crea ni se destruye

simplemente se transforma

16.04 g reacciona con 2(32.00) g para dar 44.00 g y 2(18.02) gPesos

Molares

80.04 g dan 80.04 g

Nivel

atmico

molecular

1 molcula de reacciona 2 molculas de para 1 molcula de 2 molculas de

metano con oxgeno dar dixido de carbono y agua

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Relaciones de Masa en Reacciones Qumicas

Una ecuacin qumica da informacin cuantitativa de la reaccin en estudio.

Pesando los reactivos y productos, se puede determinar las masas relativas de los tomos involucrados:

2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g)

4.0316 g 31.9988 g36.0304 g

(2)2.0158 g (1)31.9988 g(2)18.0152 g

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Los problemas estequiomtricos se resuelven en

base a los coeficientes de una ecuacin qumica.

(nmero de moles)

Hay dos tipos fundamentales de clculos

qumicos estequiomtricos

1. Determinar el peso de un producto formado a

partir de un cierto peso de un reactivo o

viceversa.

2. Determinar el peso de un reactivo necesario

para combinarse con un cierto peso de otro

reactivo

Clculos Basados en Ecuaciones Qumicas

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Clculos Basados en Ecuaciones Qumicas

Para la resolucin de los problemas

gramos A moles A moles C gramos C

Reactivos Productos

Masa molar

A

Masa molar

C

Coeficientes

Estequiomtricos

de A y C

Se escriben las frmulas correctas para todos los reactivos y

productos y se balancea la ecuacin

Se convierten las cantidades de las sustancias conocidas a

moles

Se utilizan los coeficientes de la ecuacin balanceada para

calcular el nmero de moles de las cantidades buscadas o

desconocidas

Utilizando los moles calculados y las masas molares o peso

moleculares se convierten a gramos o a la unidad requerida.

A + B C + DUn

iversi

dad A

utno

ma de

l Esta

do de

Hida

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EJEMPLO 1

El cloro puede prepararse por la reaccin

MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O

MnO2 + 4 HCl MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

a) Cuntos gramos de HCl se requieren para reaccionar con

25.0 g de MnO2?

b) Cuntos gramos de Cl2 se producen en la reaccin?

Respuesta

Balancear la ecuacin.

25.0 g g = a)

25.0 g MnO21 mol MnO286.9 g MnO2

4 moles HCl

1 mol MnO2

36.5 g HCl

1 mol HCl= 42.0 g HCl

(1) 86.9 g/mol (4) 36.5 g/mol

42.0 g HClUniv

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MnO2 + 4 HCl MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

25.0 g g =?b)

25.0 g MnO21 mol MnO286.9 g MnO2

1 mol Cl21 mol MnO2

71.0 g Cl21 mol Cl2

= 20.5 g Cl2

EJEMPLO 2

La cantidad de monxido de carbono en una muestra de un gas

puede determinarse por la reaccin:

I2O5 + CO I2 + CO2

Si la muestra de gas libera 0.192 g de I2, cuantos gramos de CO

se encontraban presentes en la muestra?

Respuesta

Balancear la ecuacin.

I2O5 + 5 CO I2 + 5 CO2

0.192 gg = ?

0.192 g I21 mol I2

253.81 g I2

5 moles CO

1 mol I2

27.999 g CO

1 mol CO= 0.106 g CO

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Reactivo Limitante y Rendimiento de Reaccin.

Reactivo limitante: Reactivo que de acuerdo con la

estequiometra de una reaccin dada, se suministra

en la cantidad estequiomtrica ms pequea y por

lo tanto limita la cantidad de producto obtenido.

Reactivo que se consume primero en una reaccin

Reactivo en exceso : Reactivo suministrado en

la cantidad estequiomtrica ms grande

Al reactivo que se ha consumido en su totalidad en

una reaccin qumica se le denomina reactivo

limitante, ya que limita la cantidad de producto

formado.

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Reactivo limitante (A)

Reactivo en exceso (B)

A + B AB + B

Para resolver problemas basados en R. L., primero

hay que determinar cul de los reactivos es el

limitante, siguiendo estos pasos:

1. Pasar los datos de reactivos a moles

2. Dividir cada uno de ellos por el

coeficiente de la reaccin. El nmero

ms pequeo nos indica cul es el

reactivo limitante

Una vez determinado el reactivo limitante, usamos

ste para resolver el problema desechando el dato

correspondiente al otro reactivo (reactivo en

exceso)

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El rendimiento terico de la reaccin es:

la cantidad de producto que se obtiene si reacciona

todo el reactivo limitante.El rendimiento real es:

la cantidad de producto que se obtiene realmente en

una reaccin.

Rendimiento real < Rendimiento terico

El rendimiento porcentual o porcentaje del

rendimiento describe la relacin del rendimiento real y

el rendimiento terico:

Reactivo Limitante y Rendimiento de Reaccin.

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EJEMPLO

Respuesta Balancear la ecuacin.

2 NH3 + 5 F2 N2F4 + 6 HF

a) Cuntos gramos de N2F4 pueden preparase tericamente a

partir de 4.0 g de NH3 y 14.0 g de F2? La ecuacin qumica para

la reaccin es:NH3 + F2 N2F4 + HF

Primero se necesita saber si las cantidades de reactivos presentes son

estequiomtricamente equivalentes o no, para determinar lo anterior se

comparan los moles suministrados de cada uno de los reactivos con las

relaciones estequiomtricas de la reaccin

4.0 g NH31 mol NH3

17.00 g NH3= 0.235 moles NH3

14.0 g F21 mol F2

37.98 g F2= 0.369 moles F2

2 moles de NH3

5 moles de F2

= 0.118

= 0.074

Reactivo limitante: F20.074 < 0.118

4.0 g 14.0 g g = ?

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14.0 g F21 mol F2

37.98 g F2= 0.369 moles F2

El calculo se realiza en base a la cantidad de F2 suministrada:

0.369 moles F2 1 mol N2F45 moles F2

103.96 g N2F41 mol N2F4

= 7.67 g N2F4

b) Si se obtuvieron 4.80 g de N2F4 en la reaccin cual es el

porcentaje de rendimiento (% R)

4.80 g N2F47.67 g N2F4

X 100 = 62.7 %% R N2F4 =R. Exp. N2F4R. Teo. N2F4

X 100 =

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