Estequiometría    stoicheion metron ia

Etimología de la palabra estequiometría Del griego (stoicheion = elemento básico), (metrón = medida) y el sufijo (ía = cualidad). Por lo que literalmente significa: cualidad de medir los elementos Por eso en la ciencia contemporánea la estequiometría es el procedimiento de calcular el número o cantidad de elementos presentes en un compuesto o que participan en reacciones químicas.

Los elementos se combinan en proporción a sus pesos equivalentes, multiplicados por números enteros y pequeños

Peso equivalente 8g de O 79.9 g de Br 1g de H 3g de C 35.5 g de Cl Cantidad en gramos que contiene, se combina o desaloja 1 gramo (1.0078 g) de Hidrógeno u 8,0000 g de Oxigeno

Cálculos Estequiométricos .

Cálculos estequiométricos cantidades de sustancia que reaccionan Cálculos estequiométricos cantidades de sustancia que se producen Los símbolos y las fórmulas sirven al químico para poder esquematizar una reacción química. reactivos productos 2H2 + O2 2H2O 2 moléculas de hidrógeno 2 moléculas de agua 1 molécula de oxígeno Reaccionan con Para dar

AJUSTE, IGUALACIÓN O “BALANCEO” DE REACCIONES. En una reacción ni se crean ni se destruyen átomos: números de cada elemento a cada lado de la “flecha”tienen que ser iguales. Si se satisface esta condición se dice que la ecuación está AJUSTADA. 2 CH4 + O2 CO2 + H2O 2 La ley de conservación de la masa, ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier Nunca deben modificarse los subíndices al ajustar una reacción.

Cálculos Estequiométricos .

Información contenida en la siguiente reacción CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) Moles de compuesto Masa/mol de compuesto Volumen molar N°moléculas 1moles , 2 moles 1 moles , 2 moles 1molx(12+4)g/mol+2molx(32)g/mol 1molx(12+32)g +2molx(2+16)g 16g + 64g =80g 44g +36g=80g 1mol(22,4)litros/mol ,2moles(22,4)l/mol 1 mol(22,4)l/mol ,2x(22,4) litros 1(6.022 x 1023) ; 2(6.022 x 1023) 1(6.022 x 1023);2(6.022x 1023) moléculas moléculas moléculas moléculas

CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) Ejemplo: ¿Calcular el volumen de CO2 que se libera cuando se hace reaccionar 70 g de Metano (CH4) ? 70g x vol CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) 16 g 22,4 litros 70g x vol= 98 litros

CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) Ejemplo: ¿Calcular los moles de O2 que se necesitan para obtener 55 g de H2 O ? x moles 55 g CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) 2 moles 36g = x moles 55 g 3,05 moles

Reactivo Limitante y Reactivo en Exceso

Reactivos características : Cuando los reactivos de una reacción están en cantidades proporcionales o sea , el cociente entre los moles de reactivo es igual a la proporción que existe entre los coeficientes estequiométricos se dice: La mezcla es estequiométrica . Los reactivos están en proporciones estequiométricas. La reacción tiene lugar en condiciones estequiométricas Si la reacción es completa, todos los reactivos se consumirán dando cantidades estequiométricas de productos correspondientes.

CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) 4moles 8 moles CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(g) 1mol 2 moles 2moles O2 = 8moles O2 = 1mol CH4 4molesCH4 Reactivos en cantidad estequiometricas

Reactivo limitante y Exceso Definiciones: -Cuando los reactivos no se encuentran el cantidades estequiometricas se dice que existe un reactivo Limitante Es aquel que se encuentra en menor cantidad . Determina la cantidad de producto q a de formarse . Es aquel que se termina primero. El otro reactivo es el que esta en exceso. Para nuestra aplicación Utilizaremos la siguiente definición : El reactivo Limitante Determina la formación de la menor cantidad de moles de producto.

Procedimiento

La siguiente simulación se utilizara para hacer una analogía y lograr el entendimiento del concepto de reactivo limitante y exceso http://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/reactants-products-and- leftovers (java) Plantear 3 posibles casos 1.Cuando los reactivos estén en cantidades estequiometricas 2 .Cuando uno es el reactivo limitante y el otro el exceso 3.Opcion contraria

Trabajar con analogías digitales :Sándwiches

¡¡¡¡¡Reactivo limitante es aquel que forma la menor cantidad de producto!!!!!!! X= Reactivo en exceso Rendimiento Teórico Reactivo limitante X=

- = Calculo de reactivo que sobra =X Panes que sobran :

Reacciones reales Virtuales

¿Calcular los moles de amoniaco que se obtendrán con 6 moles de N2 y 9 moles de hidrogeno ? o Si reaccionan 6 moles de N2 y 9 moles de H2 ¿Cual reactivo es el limitante y cual el reactivo en exceso ?¿Cuanto reactivo se formara? 6moles 9moles x moles 1N2(g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) 1mol 3 moles 2 moles 1moles N2 2moles NH3 6moles N2 x=12moles NH3 3 mol H2 2 moles NH3 9 mol H2 X= 6 moles NH3 Reactivo en exceso Rendimiento Teórico Reactivo limitante

1N2(g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) CALCULO DE REACTIVO EN EXCESO : 6moles 9moles 1N2(g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) 1mol 3 moles 1moles N2 3 moles H2 3moles N2 =x 9moles H2 React.EXCESO = 6moles N2 - 3moles N2 = 3 moles N2 Reactivo limitante REACTIVO QUE SOBRA

1N2(g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) METODO TRADICIONAL Si reaccionan 6 moles de N2 y 9 moles de H2 ¿Cual reactivo es el limitante y cual el reactivo en exceso ?¿Cuanto reactivo se formara? 6moles 9moles x moles 1N2(g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) 1mol 3 moles 2 moles 1moles N2 3moles H2 6moles N2 x=18moles H2 para 6 moles necesito 18 moles y solo tengo 9 1 mol N2 3 moles H2 3 moles=x 9moles H2 para 9 moles H2 necesito 3moles N2 y tengo 6 sobran Reactivo en exceso Reactivo limitante

¿Porqué difieren? Rendimiento de la reacción RENDIMIENTO TEÓRICO: Cantidad de producto que, según los cálculos, se forma cuando reacciona todo el reactivo limitante RENDIMIENTO REAL: Cantidad de producto que realmente se forma en la reacción. Rendimiento Real reacción ≦ rendimiento teórico  La reacción se produce en condiciones inadecuadas. - El reactivo tiene impurezas ¿Porqué difieren? - Se den reacciones secundarias no deseadas Se pierde algo de la sustancia al manipularla Rendimiento real x 100 = % RENDIMIENTO Rendimiento porcentual Rendimiento teórico

¿Calcular los moles de amoniaco que se obtendrán con 6 moles de N2 y 9 moles de hidrogeno ? Cual sera el % de rendimiento de la reacción si se obtienen en el laboratorio 4,53 moles de NH3 %Rend =4,53 moles x 100 = 6 moles %Rend=75,5 % NN

Pureza de reactivos Las sustancias y reactivos químicos producidos por la industria química pueden contener una cierta cantidad de impurezas, tales como metales pesados, inertes y otros.  Cuando se realizan cálculos estequiométricos es necesario tener en cuenta el porcentaje de pureza de estos reactivos. Se denomina pureza al porcentaje efectivo de reactivo puro en la masa total % Pza = Masa de sustancia pura x100 Masa de sustancia total(con impurezas) Mediante reacciones químicas se puede determinar la pureza de una muestra sabiendo la masa de la misma y que solo la masa pura pura que ha de reaccionar para obtener la masa de productos .

Al2O3 La bauxita zAFIROs Al2O3 con impurezas de Fe y Titanio Al2O3 con impurezas de Oxidos de Fe Al2O3 con impurezas de Fe y Titanio

Piedra Caliza CaCO3 72% de Caliza es CaCO3

Al2O3 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O Masa pura Caso 1 Determinar la cantidad de producto sabiendo la pureza de la muestra Si 200 g de Bauxita que contiene hidróxido de aluminio, Al(OH)3 con una pureza del Al(OH)3 es del 95%, se calcina para obtener de nuevo Al2O3y agua. ¿Que masa de óxido de aluminio se obtendrán?.  Al2O3 95% Al(OH)3 200 g de Bauxita %Pza= masa Pura x 100 masa Imp X masa ? 200g /95% M P=190 g 95% = masa pura x100 200 g Masa pura=190 g 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O 2moles(78g/mol) 1mol(102 g/mol) Masa pura 146,25 g Al2O3 190g Al(OH)3 x masa=

CaO (s) + CO2 (g) CaCO3 CaO (s) + CO2 (g) Masa pura Pureza Caso 2= Calcular la pureza de una muestra a partir de un producto Una piedra caliza impura de 500 gramos, que contiene carbonato de calcio, se calcina dando Oxido calcio, dióxido de carbono . Si se obtiene obtener 50 litros de Dióxido de Carbono , ¿Qué porcentaje De CaCO3 tiene la muestra? 500 gramos CaO (s) + CO2 (g) ¿% CaCO3 ? 500 gramos %Pza? 50 litros CaCO3 CaO (s) + CO2 (g) 100 g 22,4 litros CO2 %Pza= 223,2 g x100 500g 223,2 gramos =gr x 50 litros CO2 44,64 % de CaCO3 Masa pura Pureza

Laboratorio de estequiometria