ESTEQUIOMETRIA
Es la encargada de hacer cálculos matemáticos a partir de ecuaciones químicas balanceadas, una ecuación química balanceada permite averiguar las cantidades de reactantes que se requieren para formar cierta cantidad de producto. Se basa en las leyes cuantitativas de la combinación química o leyes ponderales.
Cuando John Dalton formuló la primera teoría atómica, concordó también con una ley enunciada por el químico francés Joseph-Louis Proust (1754-1826), en 1799, quien descubrió que muestras diferentes de un mismo compuesto siempre tienen los mismos elementos y en la misma proporción en masa.
Por ejemplo, el agua contiene 8 gramos de oxígeno por cada gramo de hidrógeno, y esta proporción O:H = 8:1 se mantiene inalterada en el agua pura, sin importar su lugar de origen. Esto correspondería a lo que Proust anunció como la ley de Proust o ley de las proporciones definidas, que establece que todo compuesto tiene una composición definida en masas de combinación.
Dalton concluyó que los átomos se combinaban para formar los compuestos y siempre que lo hacían era en una proporción de números enteros sencillos. Por ejemplo: cuando se combinan dos elementos químicos A y B para formar un compuesto AB, y utilizamos una cantidad cualquiera de estos elementos, “sobrará” una porción del elemento que está en exceso. Una representación gráfica de esto sería la siguiente:
Por ejemplo, el agua contiene 8 gramos de oxígeno por cada gramo de hidrógeno, y esta proporción O:H = 8:1 se mantiene inalterada en el agua pura, sin importar su lugar de origen. Esto correspondería a lo que Proust anunció como la ley de Proust o ley de las proporciones definidas, que establece que todo compuesto tiene una composición definida en masas de combinación.
Dalton concluyó que los átomos se combinaban para formar los compuestos y siempre que lo hacían era en una proporción de números enteros sencillos. Por ejemplo: cuando se combinan dos elementos químicos A y B para formar un compuesto AB, y utilizamos una cantidad cualquiera de estos elementos, “sobrará” una porción del elemento que está en exceso. Una representación gráfica de esto sería la siguiente:
Figura 1: Reacción entre 3 moles de A, 5 de B para dar 3 de AB y 2 de B
las diferentes leyes de la estequiometria realizadas por los diferentes quimicos son:
John Dalton enunció la ley de Dalton o ley de proporciones múltiples: que establece que si dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, al mantener constante la masa de uno de los elementos, las masas de combinación del otro elemento se encuentran en una relación de números enteros sencillos.
Ley de la conservación de la materia de Lavoisier:En toda reacción química se conserva la masa; esto es: la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos resultantes. La ley de conservación de la masa, enunciada por Lavoisier, es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. En esta ley se asume la conservación de la cantidad de átomos. Para ello resulta indispensable el balanceo de ecuaciones químicas. Se puede enunciar de la manera siguiente: en cualquier reacción química se conserva la masa. Es decir: la materia no se crea, ni se destruye, sólo se transforma, y permanece invariable.
Ley de Proust o de las proporciones constantes:En 1808, J. L. Proust llegó a la conclusión de que, para generar un compuesto determinado, dos o más elementos químicos se unen entre sí, siempre en la misma proporción ponderal (del latín pondus, pondéris: casos nominativo y genitivo de peso).
Una aplicación de la ley de Proust es en la obtención de la denominada composición centesimal de un compuesto, es decir el porcentaje ponderal que dentro de la molécula representa cada elemento.
Ley de las proporciones equivalentes o recíprocas (Richter 1792):"Si dos elementos se combinan con cierta masa fija de un tercero en cantidades a y b, respectivamente, en caso de que aquellos elementos se combinen entre sí lo hacen según una relación sencilla de masas a/b. Es decir: siempre que dos elementos reaccionan entre sí, lo hacen en equivalencia o según múltiplos o submúltiplos de los elementos."
Estas leyes son aplicadas en el momento de realizar ejercicios estequiometricos y siempre estaran presentes.
CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS
Algunos videos de ejercicios estequiometricos son:
1. Masa a Masa
2.Mol a Mol
3.gramo a gramo
Con estos videos ya tendriamos como unas baces para los ejercicios y ahora observemos unos ejemplos de ellos:
·Al hacer reaccionar 10 gramos de dioxido de sulfuro del 75 % con 50 gramos de trioxido di hierro al 50 %, produciendo tan solo 80%de pureza del disulfuro de hierro.Determine el reactivo limite, la cantidad de gramos sobrantes y la pureza de los reactivos y la cantidad de pureza de los productos.
Fe2O3
2(55.84*2)+(16*3)
=319,36 gr
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SO2
8(32,06 +16*2)
= 512,48 gr
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FeS2
4(55,84+32,06*2)
=479,84 gr
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O2
11(16*2)
=352 gr
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50 gr Fe2O3
Del 50 %
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75 gr del SO2 del 10%
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80 % de pureza FeS2
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xxxxxxxxxxxxxxx
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DESARROLLO
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Se establece la pureza del reactivo Fe2O3
A partir del porcentaje y los gramos
X% = (50% * 50 gr Fe2O3 )/100%= 25gr Fe2O3
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Se establece la pureza del reactivo SO2 a partir del porcentaje y los gramos
X% = (10% * 75 gr SO2)/100%= 7,5gr SO2
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CALCULO DEL REACTIVO AL LIMITE
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Calculo del reactivo B a partir del reactivo A=
(25gr Fe2O3* 512,48 gr SO2)/319,36gr Fe2O3
resultados de proporción=40,117 gr SO2
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Calculo del reactivo A a partir del reactivo B=
(7,5gr SO2 * 319,36 gr Fe2O3 )/512,48gr SO2
resultados de proporción=4,673gr Fe2O3
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Comparación de Valores En Gramos De Cada Reactivo
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Lo Real:25 gr Fe2O3
Lo Teórico: 4.673 gr Fe2O3
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Lo Real:7.5 gr SO2
Lo Teórico:40.117 gr SO2
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Al iniciar la reacción existen 25 gr Fe2O3. Pero se requieren 4.673 gr Fe2O3 para que reaccione con 7.5 gr SO2. Entonces no alcanza la cantidad de gramos.
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Al iniciar la reacción existe 7.5 gr SO2. Pero se requiere 40.117 gr SO2 para que reaccione con 25 gr Fe2O3. Entonces no alcanza la cantidad de gramos.
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Gr. Sobrantes de Fe2O3
25 gr – 4.673 gr= 20.27 gr
Rt. En moles:
(20.327 gr * 2 n) /319.36= 0.12n
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Reactivo al limite es el SO2 con 7.5 gr
Rt. En moles :
( 7.5 gr SO2 * 8n)/512.18 gr=0.11n
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A partir Del Reactivo Limite se calculan los productos
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Producto A:
XgrFeS2 : (7.5 gr SO2 *479.84 gr FeS2 ) 512.18gr SO2
=7.02 gr FeS2
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Producto B:
Xgr O2 : (7.5 gr SO2 * 357 gr O2 )
512.78gr SO2
=5.22 grO2
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Se Establece El Porcentaje De Pureza
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Pureza del producto A:
XgrFeS2:(7.02grFeS2*80%)/100%
=5.616gr FeS2
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Pureza del producto B se calcula en función de la pureza del producto A:
XgrO2 : (5.616 grFeS2 * 352 grO2)
479.84 grFeS2
=4.119 gr O2
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Solución Argumentativa Del Problema: Al reaccionar 10 gramos de dióxido de sulfuro del 75%con 50 gramos de trioxido de hierro al 50% se establece una pureza de 25 gramos del Fe2O3 y de 7.5 del SO2 para luego hallar el reactivo al limite que seria el dióxido de sulfuro y con el 80% de pureza del disulfuro de hierro obtenemos que la pureza del producto a es 5.616 gramos y el producto B con 4.1219 gramos de pureza.
·Cuantos ramos de hierro se pueden obtener con 0.5 gramos de oxido de carbono del 88% de pureza, si la eficiencia de la reacción es del 95%.
Solución Argumentativa Del Problema: Al reaccionar 0.5 gramos de monoxido de carbono del 88% se establece la pureza 0.425 gramos de CO y se halla el reactivo del trioxido di hierro que es de 2.40 gramos realizando después el calculo de la eficiencia para hallar la cantidad de gramos del producto a partir del reactivo puro dándonos como resultado 0.78 gramos de hierro y luego se realiza el calculo de la eficiencia con un porcentaje de 95% para hallar la eficiencia del hierro que es 0.741 gr y a partir de este valor poder llegar a encontara los gramos de dióxido de carbono que es 0.45 gramos.
·Cuantos ramos de hierro se pueden obtener con 0.5 gramos de oxido de carbono del 88% de pureza, si la eficiencia de la reacción es del 95%.
Fe2O3
1(55.84*2)+(16*3)
=319,36 gr
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CO
3(12.011 +16)
= 60.011 gr
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Fe
2 *55.84
=111.68 gr
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CO2
3(12.011+16*2)
=68.033 gr
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xxxxxxxxxxxxxxxxxx
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0.5 gr del CO del 85% de pureza
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Cuantos gramos Fe
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xxxxxxxxxxxxxxx
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Se establece la pureza del reactivo CO
A partir del porcentaje y los gramos
X% = (85% *0.5 grCO )/100%= 0.425grCO
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Cantidad del reactivo B
Xgr Fe2O3 =
(319,36grFe2O3*0.425grCO)
60.011 gr CO
= 2.40 grFe2O3
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Calculo De La Eficiencia
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Se halla la cantidad de gramos del producto a partir de la proporción del reactivo puro.
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Proporcion en gramos de Fe
wgrFe: (0.42 grCO*111.68 grFe)
60.011 gr CO
Resultado de proporción=0.78gr Fe
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Caulcular la eficiencia 95% del Fe
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Eficiencia en gramos de Fe
xgrFe=(0.78gr Fe *95%)/100%
Resultado :0.741 gr Fe
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Eficiencia de CO2 a partir de Fe
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Ygr CO2 = (68.033 gr CO2* 0.741 gr Fe)
111.68 grFe
Resultado de la eficiencia :0.45 gr CO2
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Solución Argumentativa Del Problema: Al reaccionar 0.5 gramos de monoxido de carbono del 88% se establece la pureza 0.425 gramos de CO y se halla el reactivo del trioxido di hierro que es de 2.40 gramos realizando después el calculo de la eficiencia para hallar la cantidad de gramos del producto a partir del reactivo puro dándonos como resultado 0.78 gramos de hierro y luego se realiza el calculo de la eficiencia con un porcentaje de 95% para hallar la eficiencia del hierro que es 0.741 gr y a partir de este valor poder llegar a encontara los gramos de dióxido de carbono que es 0.45 gramos.
Estos fueron unos ejercicios estequiometricos pero ahora veamos unos videos de como realizar ejercicios estequiometricos:
