CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE FÍSICA – QUÍMICA – BIOLOGÍA - ROBÓTICA
ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE ESTEQUIOMETRÍA La estequiometría es aquella parte de la química que nos enseña a realizar cálculos de las cantidades de las sustancias químicas puras (simples o compuestas) que participan en las reacciones químicas, en base a las leyes experimentales que gobiernan a éstas. 1. PRINCIPALES RELACIONES ESTEQUIOMETRICAS I)PONDERAL (Relación masa – masa). Se realiza en base a leyes ponderales y a la relación molar en la ecuación balanceada. II) VOLUMETRICA (Relación volumen – volumen). Se realiza solo para sustancias gaseosas, en base a la ley de combinación de volúmenes. III) MASA – VOLUMEN.- Consiste en una simple relación de moles de una sustancia con el volumen de una sustancia gaseosa a cierta presión y temperatura. 2. LEYES PONDERALES 2.1. LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA O LEY DE LAVOSSIER (1789) En toda reacción química, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes que se transforman es exactamente igual a la suma de la masa no se crea ni se destruye solamente se transforma.
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2.2..- LEY DE COMPOSICIÓN CONSTANTE O PROPORCIONES DEFINIDAS (PROUST 1801) Cuando dos o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto, lo hacen siempre en una relación o proporción en masa fija o invariable. De acuerdo con la Ley de Proust, las sustancias químicas se combinan en proporciones constantes y definidas pero de acuerdo con esta afirmación, se puede observar dos variaciones que afectan a las reacciones. a) REACTIVO LIMITANTE (R.L).- Es la sustancia reactante que se halla en mayor proporción y por lo tanto se agota o se consume totalmente en la reacción determinada de la cantidad máxima de un producto a obtenerse. b) REACTIVO EN EXCESO (R.E).- Es la sustancia reactante que se halla en mayor proporción y por lo tanto sobra al finalizar la reacción, pues no reacciona. DETERMINACIÓN DEL REACTIVO LIMITANTE 1°
Tener la ecuación química balanceada.
2°
Determinar la relación ponderal de cada sustancia reaccionante según: Coeficiente estequiométrico,
multiplicado por el peso molecular de dicha sustancia.
3° Se determina la relación.
El menor valor indicará el reactivo límite, el mayor valor indicará el reactivo en exceso.
ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE EJEMPLO: Determine cuánto de O2 se necesitará para consumir 112 g de CO, asimismo, calcular cuánto de CO2 se formará según : CO + O2 CO2 Dato : C = 12 ; O = 16 Sol. : Paso 1 :
2 CO + 2 O2 2 CO2 28
Paso 2 :
44
2 CO + 2 O2 2 CO2 28
Paso 3 :
32
32
44
2 CO + 2 O2 2 CO2 (56) (32)
(88)
2 CO + 2 O2 2 CO2
Nos piden:
(56)
(32)
(88)
Masa (O2) = x
(112g)
x
y
Masa (CO2) = y
56 32 112g x
x = 64 g
56 88
y=2g
112g y
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2.3.- LEY DE LAS PROPORCIONES MULTIPLES (Dalton 1803): “Los pesos de un elemento que se unen con otro elemento para formar distintos compuestos, varían según una relación de números enteros”. La razón entre los pesos de un elemento que se combinan con un peso fijo de un segundo elemento, cuando se forman dos o más compuestos, es una razón entre números enteros sencillos, como 2:1, 3:1, 3:2, 4:3.
2.4.- LEY DE LAS PROPORCIONES RECIPROCAS (WENZEL – RICHTER 1792) “Cuando dos pesos fijos de sustancias distintas se combinan separadamente con un mismo peso de una tercera sustancia entonces se combinan entre sí en las mismas proporción en peso o múltiples de ellos”.
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ÁREA DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 3.- PORCENTAJE DE PUREZA DE UNA MUESTRA QUIMICA: En una reacción química solo interviene sustancias químicamente puras, las impurezas no reaccionan ; por lo tanto, en los cálculos estequiométricos solo trabajaremos con la parte pura de la muestra química.
4.- PORCENTAJE DE RENDIMIENTO O EFICIENCIA: Para entender mejor definamos primero: rendimiento teórico y rendimiento real. 5.- RENDIMIENTO TEÓRICO: Es la cantidad máxima de producto obtenido cuando se ha consumido totalmente (100%) el reactivo limitante. RENDIMIENTO REAL: Es la cantidad obtenida de un producto en la práctica experimental cuando es consumido totalmente el reactivo limitante.
o en forma
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