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Estequiometria. La parte de la química que se encarga del estudio cuantitativo de los reactivos y productos que participan en una reacción se llama estequiometria. La palabra estequiometria deriva de dos palabras griegas: stoicheion = elemento , y metron = medida.
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Estequiometria La parte de la química que se encarga del estudio cuantitativo de los reactivos y productos que participan en una reacción se llama estequiometria. La palabra estequiometria deriva de dos palabras griegas: stoicheion=elemento, y metron= medida. La cantidad de reactivos y productos que participan en una reacción química se puede expresar en unidades de masa, de volumen o de cantidad de sustancia. Sin embargo, para hacer cálculos en una reacción química es más conveniente utilizar la cantidad de sustancia.
Cálculos químicos Los cálculos relacionados con las cantidades de reactivos y productos se conocen como CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS y para realizarlos es indispensable balancear primero la ecuación química. Tres importantes interrogantes pueden plantearse acerca de una reacción química: ¿Qué cantidad de los productos puede obtenerse a partir de una cantidad dada de los reaccionantes? ¿Qué cantidad de los reaccionantes se requiere para obtener una cantidad dada de los productos? ¿Qué cantidad de uno de los reaccionantes se necesita para reaccionar exactamente con una cantidad dada de otro reaccionante?
La base para resolver estos interrogantes es la ecuación química la cual nos suministra información cualitativa y cuantitativa.
Por ejemplo para la reacción de síntesis del amoniaco. Información Cualitativa: El Nitrógeno reacciona con el Hidrógeno para producir amoniaco. Información Cuantitativa:
Las relaciones estequiométricas pueden ser principalmente: mol – mol, masa– masa, masa – mol, etc. Los métodos genérales para dar solución a este tipo de problemas son: el método del factor molar y el método directo o de las proporciones. Factor molar: Es la relación del número de moles entre dos especies químicas que participan en una ecuación química, teniendo en cuenta los coeficientes de la ecuación balanceada. Por ejemplo: en la ecuación anterior tenemos:
La primera de estas relaciones podemos expresarla por medio de las siguientes razones molares o factores molares. De manera similar la segunda: Y de la tercera: Estas seis razones molares son los factores de conversión que nos permiten pasar de una sustancia a otra en la solución de problemas numéricos.
Reactivos limite y en exceso El reactivo limite es la sustancia que en una reacción química se consume totalmente. Determina la cantidad de productos formados y la de los otros reaccionantes que intervienen. Si en un problema se dan a conocer las cantidades de dos o más reactivos presentes en una reacción, será necesario determinar cuál es el reactivo limitante para calcular con exactitud la cantidad de productos que se obtendrán. Para identificarlo es necesario: Calcular la cantidad de producto (moles) que se puede formar a partir de cada reactivo. Determinar el reactivo limitante, entendiendo que será aquel que produzca menor cantidad de productos. El compuesto que no es limitante corresponde al reactivo en exceso.
Ejemplo • El amoniaco se produce por la reacción del hidrogeno con el nitrógeno según la siguiente ecuación química. • Si se toman 12 moles de hidrogeno y 5 moles de nitrógeno, averiguar: • Reactivo limite • Cantidad de amoniaco producido • Cantidad que sobro del otro reactante
Pureza Los reactivos utilizados en las reacciones químicas no siempre se encuentran puros; con gran frecuencia contienen impurezas que los acompañan, los cuales aumentan el peso de sustancia pura y no intervienen en la reacción. Por eso ante un problema de este tipo, dado el porcentaje de impureza debemos calcular primero el peso de material puro de los reactivos que empleamos, valiéndonos de la siguiente fórmula.
Ejemplo 95% X75 g
Rendimiento de reacción La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo con la ecuación química, a partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento teórico. El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad calculada de producto que se puede obtener a partir de una determinada cantidad dada de reactivo, de acuerdo con la ecuación química. El rendimiento real es la cantidad de producto que efectivamente se obtiene en una reacción. El rendimiento porcentual o porcentaje de rendimiento corresponde a la relación real entre el rendimiento teórico y el real que se puede obtener a partir de la siguiente fórmula.
