Edgar Oriundo Walde

QUIMICA INORGANICA

ESTEQUIOMETRIA

El estudiante al final de la sesión

1. Realiza cálculos utilizando las

reaciones químicas

2. Identifica al reactivo limitante y calcula los

excesos.

3 . Calcula rendimientos del proceso.

La estequiometría es un capitulo de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre los átomos, moléculas, moles y masas molares de los componentes de una ecuación química balanceada

A nivel mas simple ó submicroscópico:

A nivel macroscópico

1. ¿Cuántas moléculas de O2 reaccionarán con 4 x 1020 moléculas de CH4 según la ecuación anterior?

2. ¿Qué masa de oxígeno reaccionará con 30 gramos de CH4?

3. ¿Cuántas moles de CH4, reaccionará con 96 gramos de O2?

4. ¿ Qué masa de CO2, en gramos, se producirá por combustión de 6,0 moles de CH4, en exceso de O2 ?

5. ¿Qué masa de O2 en kg es necesaria para quemar completamente 7,0 kmoles de CH4?

6. ¿Qué masa de CH4 se debe quemar para producir 3,01 x 1023 moléculas de H2O?

Generalmente, los reactivos no están presentes en las cantidades estequiométricas exactas, por lo que al final de la reacción, uno se consumirá totalmente mientras que otros sobrarán

PARE

REACTIVO LIMITANTE

Es aquel reactante que se encuentra en menor proporción

estequiométrica. Es el reactivo que se agota primero o se

consume totalmente, limitando la cantidad de productos formados

( cuando es reactivo se consume la reacción finaliza).

REACTIVO EN EXCESO

Los otros reactivos, presentes en cantidades mayores que aquellas

requeridas para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante

presente, se llaman reactivos excedentes.

Rendimiento de la reacción

Rendimiento teórico y real

El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad de producto

que se predice mediante la ecuación balanceada cuando

reacciona todo el reactivo limitante.

En la práctica, la cantidad de producto que se obtiene, llamado

rendimiento real, es casi siempre inferior al rendimiento teórico.

• La cantidad de reactivo limitante presente al inicio de una

reacción está relacionada con la cantidad de producto que se

puede obtener de la reacción. Esta cantidad se llama rendimiento

de la reacción.

• Hay tres tipos de rendimiento relacionado con el estudio

cuantitativo de las reacciones químicas.

Rendimiento porcentual o porcentaje de

rendimiento

El rendimiento porcentual o porcentaje de rendimiento,

describe la proporción del rendimiento real con

respecto al rendimiento teórico

Rendimiento (%) =Rendimiento real

Rendimiento teórico X 100

Se somete a fermentación 360 g de glucosa, obteniendo 150 g de alcohol etílico. Determinar los gramos de etanol y el porcentaje de rendimiento de la reacción para obtener alcohol.

Desarrollo

Primero balancear la ecuación y determinar los gramos de etanol:

1 C6H12O6(g) 2 C2H5OH + 2 CO2

Segundo Teoría: PM 180 g/mol 2 (46 g/mol)

Dato práctico: 360 g/mol X

X = 184 g/mol de alcohol

Determinando el porcentaje de rendimiento:

Si 184 g/mol ________________ 100%

150 g ________________ X

X = 81.5 %

Calculemos

Sea cual sea el análisis que se quiera hacer de una determinada reacción química, se debe realizar los siguientes pasos:

Primero es balancear la ecuación química, que consiste en un procedimiento matemático mediante el cual se iguala la cantidad de átomos de cada elemento del lado de los reactivos y del lado de los productos.

Segundo determinar que reactante es el reactivo limitante (R.L.).

Tercero determinar la cantidad de masa del producto, y,

En cuarto lugar si lo solicitan determinar el porcentaje de rendimiento.

Consolidemos

• La aspirina (C9H8O4) se produce a partir de ácido salicílico (C7H6O3) y anhídrido acético (C4H6O3) adicionalmente se obtiene ácido acético (C2H4O2)

• Se desea producir 150 Kg de aspirina y se sabe que el rendimiento de la reacción es de 82%. En el almacén se cuenta con 125 Kg de ácido salicílico y 90 Kg de anhídrido.¿Será posible obtener los 150 Kg?

1º Plantear y balancear la ecuación química

C7H6O3 + C4H6O3 C9H8O4 + C2H4O2

1 mol (138g) 1 mol (102g) 1 mol (180g) 1 mol (60g)

Reacción balanceada

Nº de moles de anh acético

Reactivo limitante: Anhídrido acético ( se agota)

• Reactivo en exceso: ácido salicílico

• Rendimiento teórico:

Rendimiento de la rx

125 Kg x 1000g x mol

Kg 138g = 905,79 moles

90 Kg x 1000g x mol

Kg 102g= 882,35 moles

1mol C9H8O4 x 882,35 mol C4H6O3

1 mol C4H6O3

= 882,35 moles de C9H8O4

82% = a mol/ 882,35 mol x 100 a = 723,52 moles

723,52 mol aspirina x 180 g mol

= 130234 g = 130,234 Kg

No será posible, se obtienen 130,23 Kg