Cálculos Estequiométricos
Esta
cuantificación tiene como base la ley de la conservación de la masa establecida
por Lavoisier que establece lo siguiente
“La suma de
las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos”
Para efectuar cálculos estequiométricos es necesario
representar la reacción química por medio de una ecuación balanceada.
Información que proporcionan los coeficientes estequiométricos
Los coeficientes estequiométricos de una ecuación química ajustada informan de la proporción entre átomos y moléculas de reactivos y productos
Los coeficientes estequiométricos de una ecuación química ajustada informan de la proporción entre átomos y moléculas de reactivos y productos
Cuando se conoce la cantidad de una sustancia que toma
parte de una reacción química, y se tiene la ecuación química balanceada, se
pueden establecer las cantidades de los otros reactivos y productos.
Éstas cantidades pueden darse en moles, masa (gramos)
o en volumen (litros).
a) Relación en
moles
Los coeficientes
estequiométricos de una ecuación química ajustada informan de la proporción
entre moles de reactivos y productos
b) Relación en masas
Los coeficientes estequiométricos de una
ecuación química ajustada informan de la proporción entre gramos de reactivos y
productos
Conociendo las
masas atómicas (H = 1,01 u y N = 14,01 u), se determinan las masas moleculares:
H2 = 2,02 u; N2 = 28,02 u; NH3 =
17,04 u
c) Relación en
volúmenes
Si en la reacción intervienen gases en
c.n. de presión y temperatura, 1 mol de cualquiera de ellos ocupará un volumen
de 22,4 litros
Los coeficientes estequiométricos de una
ecuación química ajustada en la que intervienen gases, informan de la
proporción entre volúmenes de reactivos y productos
1. Método de la
relación molar:
La relación molar
es una relación entre la cantidad de moles ó de milimoles de dos especies
cualesquiera que intervengan en una reacción química, Por ejemplo, en la
reacción:
2H2 +
O2 ® 2H2O
Sólo hay seis
relaciones molares:
I mol de O2 =
2 mol de H2
|
2 mol de H2 =
I mol de O2
|
|
2 mol de H2 =
2 mol de H2O
|
2 mol de H2O = 2
mol de H2
|
|
I mol de O2 =
2 mol de H2O
|
2 mol de H2O = I
mol de O2
|
La relación molar
es un factor de conversión cuyo fin es convertir, en una reacción química, la
cantidad de moles de una sustancia a la cantidad correspondiente de moles de
otra sustancia.
I mol = 1000
milimoles
Ejemplo:
Se desea calcular
la cantidad de moles de H2O que se pueden obtener a partir de 4 mol
de O2.
Solución:
Usaremos la relación molar
Método de
la relación masa:
De la ecuación anterior que representa la producción de agua a partir de
hidrogeno y oxígeno, se puede decir que se trata de una reacción de síntesis,
reversible y en la que 2 unidades de masa de hidrogeno se combinan con
una unidad de oxígeno, para producir dos unidades de masa de agua. Estas
unidades de masa pueden ser en gramos, kilogramos, toneladas, etc.
1 gr = 1000 mg
1 Kg = 1000 gr
Si la unida de masa se refiere específicamente al PESO MOLECULAR GRAMO,
entonces se expresará en gramos ó miligramos, por que el peso molecular es la
suma de los pesos atómicos de los átomos representados en la formula de la
sustancia.
Al ser expresada como un factor unitario, la masa molar nos proporciona una
relación entre la masa de una sustancia y los moles de ésta o viceversa, es
decir, para transformar las moles de una sustancia a su equivalente en gramos,
o los gramos de ésta en moles, el factor unitario que debemos usar es la masa
molar.
En un proceso industrial en el que ocurre una ecuación química es necesario
hacer uso de la estequiometria con el fin de establecer un balance de materias,
mismo que conlleva un balance económico al considerar el costo de las materias
primas en las cantidades requeridas para una producción preestablecida
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