Unidad 8: Estequiometría -- implica el encontrar de amts. de reactivo y de productos en una reacción
cantidad de RB (o RA) eso es necesario reaccionar con él ¿Qué podemos hacer con estequiometría? Para la ecuación genérica: RA + RB P1 + P2 … uno puede encontrar… Dado… cantidad de RB (o RA) eso es necesario reaccionar con él cantidad de RA (o RB) cantidad de RA o RB cantidad de P1 o P2 eso será producido cantidad de P1 o P2 usted necesita para producir cantidad de RA y/o RB usted debe utilizar
pan 6 6 Macs® grande 50 empanadas pan 75 Ecuación de gobierno: 2 empanadas + pan 3 1 Mac® grande ¿4 empanadas +? pan 6 ¿exceso + pan 18? 6 Macs® grande ¿? ¿+ ? 25 Macs® grande 50 empanadas pan 75
Diagrama de la isla de la estequiometría TOPO (mol) Masa (G) Partícula (en. o m' c) 1 mol = masa molar (en g) Volumen (L o dm3) 1 mol = 22.4 L 1 mol = 22.4 dm3 1 mol = 6.02 x 1023 partículas SUSTANCIA “A” TOPO (mol) Masa (G) 1 mol = masa molar (en g) Volumen (L o dm3) 1 mol = 22.4 L 1 mol = 22.4 dm3 1 mol = 6.02 x 1023 partículas SUSTANCIA “B” Partícula (en. o m' c) Utilizar los coeficientes de equilibrado ecuación
( ) ( ) ( ) __TiO2 + __Cl2 + __TiCl del __C4 + __CO2 + __CO 2 4 3 2 1 ¿Cuántos mol de clorina reaccionarán con 4.55 mol de carbón? ( ) 4 mol de Cl2 4.55 mol de C = 6.07 mol de Cl2 C Cl2 3 mol de C ¿Qué óxido total del titanio (iv) reaccionará con 4.55 mol de carbón? ( ) ( ) 2 mol de TiO2 79.9 g TiO2 4.55 mol de C C TiO2 3 mol de C 1 mol de TiO2 = 242 g TiO2
El cloruro del titanio de cuántas moléculas (iv) puede ser hecho ¿a partir del óxido del titanio del 115 g (iv)? 1 mol 1 mol coeficientes. 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol TiO2 TiCl4 ( ) ( ) ( ) 1 mol de TiO2 2 mol de TiCl4 115 g TiO2 6.02 x 1023 m' c TiCl4 79.9 g TiO2 2 mol de TiO2 1 mol de TiCl4 = 8.7 x 1023 m' c TiCl4 Recordatorios provechosos del diagrama de la isla: 3. Las unidades en las islas en cada extremo del puente que es cruzado aparecer en el factor de conversión para ese puente. 2. El factor de conversión medio del puente es el único eso tiene dos diversas sustancias en él. La conversión los factores para los otros seis puentes tienen iguales sustancia en el numerador y el denominador. 1. Utilizar los coeficientes de la ecuación solamente al cruzar el puente medio. Los otros seis puentes tienen siempre “1 mol” antes de la fórmula de una sustancia.
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 Ir + Ni3P2 3 Ni + 2 IrP Si 5.33 x 1028 fosfuro del níquel de los cules de m' (ii) reaccionar el iridio de w/excess, qué iridio total (iii) ¿se produce el fosfuro? Ni3P2 IrP ( ) ( ) ( ) 5.33 x 1028 Ni de c de m'3P2 1 mol de Ni3P2 2 mol de IrP 223.2 g IrP 6.02 x 1023 Ni de c de m'3P2 1 mol de Ni3P2 1 mol de IrP = 3.95 x 107 g IrP El iridio de cuántos gramos con reaccionará ¿465 gramos de fosfuro del níquel (ii)? Ni3P2 Ir ( ) ( ) ( ) Ni de 465 g3P2 1 mol de Ni3P2 2 mol de Ir 192.2 g Ir Ni de 238.1 g3P2 1 mol de Ni3P2 1 mol de Ir = 751 g Ir
( ) ( ) 2 Ir + Ni3P2 3 Ni + 2 IrP iridio (Ir) níquel (Ni) Cuántos topos del níquel se producen si 8.7 x 1025 ¿los átomos del iridio se consumen? Ir Ni ( ) ( ) 8.7 x 1025 en. Ir 1 mol de Ir 3 mol de Ni 6.02 x 1023 en. Ir 2 mol de Ir = 217 mol de Ni iridio (Ir) níquel (Ni)
( ) ( ) ( ) Zn H2 Zn del _ del _ + ácido clorhídrico del _ del _ 1 2 Se libera qué gas de hidrógeno del volumen (en STP) si el cinc de 50 g reacciona w/excess ¿ácido hidroclórico (ácido clorhídrico)? Zn H2 Zn del _ del _ + ácido clorhídrico del _ del _ 1 2 _ H del _2 1 + _ ZnCl del _2 1 50 g exceso X L ( ) ( ) ( ) Zn de 50 g 1 mol de Zn 1 mol de H2 22.4 L H2 Zn de 65.4 g 1 mol de Zn 1 mol de H2 = 17.1 L H2
( ) ( ) ( ) ( ) _ C del _4H10 + _ O del _2 1 2 13 En STP, oxígeno de los cules de cuánto m el' reacciona con 632 dm3 butano (C4H10¿)? C4H10 O2 _ C del _4H10 + _ O del _2 1 2 13 _ CO del _2 + _ H del _2O 4 8 10 5 ( ) ( ) ( ) 632 dm3 C4H10 1 mol de C4H10 13 mol de O2 6.02 x 1023 m' c O2 22.4 dm3 C4H10 2 mol de C4H10 1 mol de O2 = 1.10 x 1026 m' c O2 Suponer que había sido la pregunta “cuántos ÁTOMOS de O2…” ( ) 1 m' c O2 2 átomos O 1.10 x 1026 m' c O2 = 2.20 x 1026 en. O
( ) ( ) Energía y estequiometría CH4(G) + 2 O2(G) CO2(G) + 2 H2O (g) + 891 kJ Un eq equilibrado. da los cocientes de topo-a-topos Y topo-a-energía. E E CH4 Cuántos kJ de energía se lanzan ¿cuándo se quema el metano de 54 g? ( ) ( ) 54 g CH4 1 mol de CH4 891 kJ = 3007 kJ 16 g CH4 1 mol de CH4
( ) ( ) ( ) ( ) CH4(G) + 2 O2(G) CO2(G) + 2 H2O (g) + 891 kJ En STP, se consume qué oxígeno del volumen ¿en producir de 5430 kJ una energía? E O2 E ( ) ( ) 5430 kJ 2 mol de O2 22.4 L O2 = 273 L O2 891 kJ 1 mol de O2 Qué masa del agua se hace si ¿10.540 kJ se lanzan? E E H2O ( ) ( ) 10.540 kJ 2 mol de H2O 18 g H2O = 426 g H2O 891 kJ 1 mol de H2O
Una ecuación equilibrada para hacer un Mac® grande pudo ser: El reactivo limitador Una ecuación equilibrada para hacer un Mac® grande pudo ser: 3 B + 2 M + EE B3M2EE Con… … y… … uno puede hacer… 30 M exceso B y exceso EE 15 B3M2EE 30 B exceso M y exceso EE 10 B3M2EE 30 M 30 B y exceso EE 10 B3M2EE
Una ecuación equilibrada para hacer un triciclo pudo ser: 3 W + 2 P + S + H + F W3P2SHF Con… … y… … uno puede hacer… 50 P exceso de todo el otro reactivo 25 W3P2SHF 50 S exceso de todo el otro reactivo 50 W3P2SHF 50 P 50 S + exceso de el resto de los reactivo 25 W3P2SHF
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 Al + Cl 32(G) 2 AlCl3(s) El aluminio sólido reacciona el gas de w/chlorine para rendir el sólido cloruro de aluminio. 2 Al + Cl 32(G) 2 AlCl3(s) Si el aluminio de 125 g reacciona la clorina de w/excess, ¿cuánto se hace el cloruro de aluminio de g? Al AlCl3 ( ) ( ) ( ) Al de 125 g 1 mol de Al 2 mol de AlCl3 133.5 g AlCl3 Al de 27 g 2 mol de Al 1 mol de AlCl3 = 618 g AlCl3 Si la clorina de 125 g reacciona el aluminio de w/excess, ¿cuánto se hace el cloruro de aluminio de g? Cl2 AlCl3 ( ) ( ) ( ) Cl de 125 g2 1 mol de Cl2 2 mol de AlCl3 133.5 g AlCl3 Cl de 71 g2 3 mol de Cl2 1 mol de AlCl3 = 157 g AlCl3
2 Al + Cl 32(G) 2 AlCl3(s) Si el aluminio de 125 g reacciona la clorina de with125 g, ¿cuánto se hace el cloruro de aluminio de g? 157 g AlCl3 (Estamos fuera de Cl2.) limitación del reactivo (LR): el reactivo que funciona hacia fuera primero -- la cantidad de producto se basa en LR Cualquie reactivo que usted no funcione con hacia fuera de está exceso de un reactivo (ER). En un flotador de cerveza de raíz, LR está generalmente el helado. (Cuál es el producto?) ¡Su disfrute!
Limitación del reactivo Con… … y… … uno puede hacer… 30 M 30 B y exceso EE 10 B3M2EE 50 P 50 S + exceso de todos otros reactivo 25 W3P2SHF Al de 125 g Cl de 125 g2 157 g AlCl3 Al/Cl2 /AlCl3 triciclos Mac grandes Exceso de reactivo Limitación del reactivo De ejemplos Sobre… B M, EE P W, S, H, F Cl2 Al
Cómo encontrar el reactivo limitador Para la reacción genérica RA + RB P, asumir que las cantidades de RA y RB se dan. Si usted utilizaron RA o RB ¿en sus cálculos? 1. Calc. # del mol de RA y RB usted tiene. 2. Divisoria por los coeficientes respectivos adentro ecuación equilibrada. 3. Reactivo que tiene el más pequeño el resultado es LR.
(Y comenzar cada calc. con LR.) Para el Al/el Cl2 /AlCl3 ejemplo: 2 Al + Cl 32(G) 2 AlCl3(s) ( ) . _ Al de 125 g 1 mol de Al = 4.63 mol de Al (TENER) 2 = 2.31 Al de 27 g ( ) . _ Cl de 125 g2 1 mol de Cl2 LR = 1.76 mol de Cl2 (TENER) 3 = 0.58 Cl de 71 g2 Paso #2 Paso #3 Paso #1 “Oh, la abeja TIENE!” (Y comenzar cada calc. con LR.)
( ) ( ) ( ) ( ) LR 2 FE + Cl 32(G) 2 FeCl3(s) FE 179 L Cl de 223 g2 _ Cuál es el reactivo limitador: FE o Cl2¿? ( ) . _ LR FE de 223 g 1 mol de FE = 4.0 mol de FE (TENER) 2 = 2.0 FE de 55.8 g = FE ( ) . _ 179 L Cl2 1 mol de Cl2 = 8.0 mol de Cl2 (TENER) 3 = 2.66 22.4 L Cl2 Cuánto g FeCl3 ¿se producen? ¡(“Oh, abeja-TENER! ") FE FeCl3 ( ) ( ) 4.0 mol de FE 2 mol de FeCl3 162.3 g FeCl3 = 649 g FeCl3 2 mol de FE 1 mol de FeCl3
( ) ( ) ( ) ( ) LR _ . _ . = O2 2 H2(G) + O2(G) 2 H2O (g) 13 g H2 80 g O2 Cuál es LR: H2 u O2¿? ( ) . _ 13 g H2 1 mol de H2 = 6.5 mol de H2 (TENER) 2 = 3.25 2 g H2 ( ) . _ 80 g O2 1 mol de O2 LR = 2.5 mol de O2 (TENER) 1 = 2.50 32 g O2 = O2 Cuánto g H2¿O se forman? ¡(“Oh, abeja-TENER! ") O2 H2O ( ) ( ) 2.5 mol de O2 2 mol de H2O 18 g H2O = 90 g H2O 1 mol de O2 1 mol de H2O
( ) ( ) Cuánto g O2 ¿ha la izquierda terminado? cero; O2 es LR y por lo tanto se consume todo Cuánto g H2 ¿ha la izquierda terminado? Sabemos cuánto H2 comenzamos con (es decir, 13 g). Para encontrar cuánto se deja encima, primero necesitamos calcular hacia fuera cuánto FUE UTILIZADA PARA ARRIBA en la reacción. O2 H2 ( ) ( ) 2.5 mol de O2 2 mol de H2 2 g H2 = 10 g H2 consumido 1 mol de O2 1 mol de H2 Comenzado con 13 g, usados encima de 10 g… 3 g H2 izquierda encima
( ) ( ) ( ) ( ) LR 2 FE + Br 32(G) 2 FeBr3(s) FE 96.5 L Br de 181 g2 _ Hallazgo LR. ( ) . _ FE de 181 g 1 mol de FE = 3.24 mol de FE (TENER) 2 = 1.62 FE de 55.8 g LR ( ) . _ 96.5 L Br2 1 mol de Br2 = 4.31 mol de Br2 (TENER) 3 = 1.44 = Br2 22.4 L Br2 Cuánto g FeBr3 ¿se forman? ¡(“Oh, abeja-TENER! ") Br2 FeBr3 ( ) ( ) 4.31 mol de Br2 2 mol de FeBr3 295.5 g FeBr3 = 849 g FeBr3 3 mol de Br2 1 mol de FeBr3
( ) ( ) 2 FE + Br 32(G) 2 FeBr3(s) FE 96.5 L Br de 181 g2 Br2 FE ¿Cuánto g del ER se deja encima? Br2 FE ( ) ( ) 4.31 mol de Br2 2 mol de FE FE de 55.8 g de = FE 160 g consumido 3 mol de Br2 1 mol de FE Comenzado con 181 g, usados encima de 160 g… FE de 21 g dejado encima
( ) ( ) ( ) ( ) LR Al3+ O2 El por ciento de producción Na1+ O2 fundido sodio sólido aluminio óxido 6 Na (l) + Al2O3(s) 1 2 Al (l) + Na2O 3 Encontrar la masa del aluminio producida si usted comienza wsodio de /575 g y óxido de aluminio de 357 g. ( ) . _ Na de 575 g 1 mol = 25 mol de Na (TENER) 6 = 4.17 23 g ( ) . _ LR 1 mol Al de 357 g2O3 = 3.5 mol de Al2O3 (TENER) 1 = 3.5 102 g Al2O3 Al ( ) ( ) 3.5 mol de Al2O3 2 mol de Al Al de 27 g de = Al 189 g 1 mol de Al2O3 1 mol de Al
Este amt. del producto (____) es la producción teórica. 189 g -- 189 g amt. conseguimos si la reacción es perfecta encontrado por el cálculo Ahora suponer que nos realizamos esta reacción y consigue solamente 172 gramos de aluminio. ¿Por qué? -- no podía recoger todo el Al no todo el Na y Al2O3 reaccionado alguÌn reactivo o producto derramado y fue perdido
-- % de la producción pueden nunca ser > 100%. De la producción del hallazgo % para el problema anterior. = 91.0%
( ) ( ) ( ) LR 2 H2(G) + O2(G) 2 H2O (g) + 572 kJ _ . _ . Reacción que es la lanzadera de espacio de las energías: 2 H2(G) + O2(G) 2 H2O (g) + 572 kJ A partir del hidrógeno del 100 g y del oxígeno de 640 g, qué cantidad ¿la energía es posible? ( ) . _ 100 g H2 1 mol de H2 = 50 mol de H2 (TENER) 2 = 25 2 g H2 ( ) . _ 640 g O2 1 mol de O2 LR = 20 mol de O2 (TENER) 1 = 20 32 g O2 E E O2 ( ) 20 mol de O2 572 kJ = 11.440 kJ 1 mol de O2
( ) ( ) 2 H2(G) + O2(G) 2 H2O (g) + 572 kJ O2 H2 20 mol de O2 ¿Qué masa de exceso del reactivo se deja encima? O2 H2 ( ) ( ) 20 mol de O2 2 mol de H2 2 g H2 = 80 g H2 consumido 1 mol de O2 1 mol de H2 Comenzado con 100 g, usados encima de 80 g… 20 g H2 izquierda encima
CO2(G) + 2 LiOH Li2CO3(s) + H2O (l) En la nave espacial de la NASA, el hidróxido “depuradores” del litio quita CO tóxico2 de cabina. CO2(G) + 2 LiOH Li2CO3(s) + H2O (l) Para una misión de siete días, cada uno de cuatro individuos exhala 880 g CO2 diario. Si la reacción es el 75% eficiente, cuánto g LiOH ¿debe ser traído adelante? ( ) 880 g CO2 x (4 p) x (7 d) = 24.640 g CO2 persona-día CO2 LiOH ( ) ( ) ( ) 24.640 g CO2 1 mol de CO2 2 mol de LiOH 23.9 g LiOH 44 g CO2 1 mol de CO2 1 mol de LiOH (Necesitar más que esto!) (si reacción es perfecto) = 26.768 g LiOH = 35.700 g LiOH (0.75) . _ REALIDAD: TOMAR 100.000 g
( ) ( ) ( ) 2 NaN3(s) 3 N2(G) + 2 Na _ . Los bolsos de aire del automóvil inflan con nitrógeno vía la descomposición del azoturo del sodio: 2 NaN3(s) 3 N2(G) + 2 Na En STP y un % de la producción de el 85%, qué azoturo total del sodio ¿es necesario rendir 74 L el nitrógeno? Lanzamiento para… 74 L (0.85) . _ = 87.1 L N2 N2 NaN3 ( ) ( ) ( ) 87.1 L N2 1 mol de N2 2 mol de NaN3 65 g NaN3 = 169 g NaN3 22.4 L N2 3 mol de N2 1 mol de NaN3 Pregunta conceptual (cómo usted la hacen?) __C3H8 + __O2 __CO2 + __H2O + __kJ ¿X g Y g ? kJ E E Estrategia: 1. 2. Hallazgo LR. Calc. ¿? kJ. LR
( ) ( ) ( ) ( ) LR B2H6 + 3 O2 B2O3 + 3 H2O 10 g 30 g x g _ . _ . 10 g B2H6 1 mol = 0.362 mol de B2H6 (TENER) 1 = 0.362 27.6 g ( ) . _ 30 g O2 1 mol LR = 0.938 mol de O2 (TENER) 3 = 0.313 32 g O2 B2O3 ( ) ( ) 0.938 mol de O2 1 mol de B2O3 69.6 g B2O3 = 21.8 g B2O3 3 mol de O2 1 mol de B2O3
( ) ( ) ( ) ( ) LR ___ZnS + ___O2 ___ZnO + ___SO2 2 3 2 2 . _ . _ 100 g 100 g x g (que asume producción del 81%) Estrategia: 1. 2. 3. Balance y hallazgo LR. Utilizar a LR al calc. X g ZnO (Theo. producción) La producción real es el 81% de Theo. producción. ( ) . _ LR 100 g ZnS 1 mol = 1.026 mol de ZnS (TENER) 2 = 0.513 97.5 g ( ) . _ 100 g O2 1 mol = 3.125 mol de O2 (TENER) 3 = 1.042 32 g ZnS ZnO ( ) ( ) 1.026 mol de ZnS 2 mol de ZnO 81.4 g ZnO = 83.5 g ZnO 2 mol de ZnS 1 mol de ZnO G real ZnO = 83.5 (0.81) = 68 g ZnO
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ___Al + ___Fe2O3 ___Fe + ___Al2O3 2 1 2 1 . _ X g x g 800 g necesario ** Rxn. tiene producción del 80%. Lanzamiento para… FE de 800 g = FE 1000 de g (0.80) . _ FE Al ( ) ( ) ( ) FE 1000 de g 1 mol de FE 2 mol de Al Al de 27 g = 484 g Al FE de 55.8 g 2 mol de FE 1 mol de Al FE FE2O3 ( ) ( ) ( ) FE 1000 de g 1 mol de FE 1 mol de FE2O3 FE de 159.6 g2O3 = g 1430 FE2O3 FE de 55.8 g 2 mol de FE 1 mol de FE2O3