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Estequiometría Apunte
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Apunte de quimica I (Apunte de quimica I)
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- Extractos del Cuadernillo de ingreso de química de la Universidad Nacional del Sur 2016-UNIDAD III
2.3.1 Estequiometría
La palabra estequiometría deriva del griego stoicheion, que significa “elemento” y metría, que
significa “medición”. La estequiometría es la relación de las masas atómicas entre reactivos y
productos y se basa en un principio fundamental, la ley de conservación de la masa de Lavoisier:
la masa total de todas las sustancias presentes después de una reacción química es la misma
que la masa total antes de la reacción. Esto es, el mismo número de átomos está presente antes
y después de la reacción. Los cambios que ocurren durante cualquier reacción simplemente
reacomodan a los átomos.
Una vez que conocemos las fórmulas químicas de los reactivos y productos de una reacción,
podemos escribir la ecuación química no balanceada. Luego balanceamos la ecuación
determinando los coeficientes estequiométricos que producen números iguales de cada tipo de
átomo en cada miembro de la ecuación (reactivos y productos). Para casi todas las
aplicaciones, una ecuación balanceada deberá tener los coeficientes enteros más bajos posibles.
Ejercitación: En el laboratorio se hace reaccionar 5 moles de Al con la cantidad necesaria de HCl
para obtener AlCl3 y H2 gaseoso. ¿Cuántos gramos de sal se forman?
Solución: Para poder resolver el ejercicio lo primero que debemos hacer es plantear la
ecuación química que se produce en la reacción.
Planteamos la ecuación química no balanceada:
Al (s) + HCl (ac) → AlCl3 (ac) + H2 (g)
Determinamos los coeficientes estequiométricos:
2 Al (s) + 6 HCl (ac) → 2 AlCl3 (ac) + 3 H2 (g)
Ahora sí estamos en condiciones de contestar el enunciado.
En base a los moles de Al que reaccionan (dato del problema) y a la relación estequiométrica
entre el Al y el AlCl3 (de acuerdo a la ecuación química balanceada) podemos establecer la
siguiente relación:
5 moles de Al x 2 moles de AlCl3 = 5 moles de AlCl3
2 moles de Al
Transformando los moles de sal formados en masa:
5 moles de AlCl3 x 133,5 g de AlCl3 = 667,5 g de AlCl3
1 mol de AlCl3
, 2.3.2 Reactivo limitante
a disponibilidad de reactivos en una reacción química puede limitar la cantidad de producto
que se obtiene. Cuando los reactivos no se encuentran en las proporciones estequiométricas
que indica la ecuación química, el reactivo que está en defecto, es decir, que está en menor
proporción, se denomina reactivo limitante, porque será el que “limite” la obtención de los
productos. El otro reactivo se llama reactivo en exceso.
Ejemplo 1: En el laboratorio se combinan 3 moles de CO y 5 moles de H2 para obtener
metanol (CH3OH). ¿Cuántos moles de metanol se obtendrán?, ¿cuál es el reactivo limitante y
por qué?
CO( g ) + 2H 2 ( g ) → CH3OH(l )
Solución: Si la reacción química no hubiera estado como dato del problema, lo primero que
debería haber hecho es plantearla e igualarla.
Si bien la primer pregunta es ¿Cuántos moles de metanol se obtendrán?, no podré responder a
esta pregunta hasta que no haya determinado cuál es el reactivo limitante, pues cuando se
agote no producirá más producto.
Estequiométricamente vemos que 1 mol de CO reacciona con 2 moles de H2, calculemos
entonces cuántos moles de H2 se necesitarán para que reaccionen 3 moles de CO (dato).
3 moles de CO x 2 moles de H2 = 6 moles de H2
1 mol de CO
Este resultado me está indicando que para que reaccionen 3 moles de CO necesitaría 6 moles
de H2, pero, el dato del problema me dice que dispongo de sólo 5 moles de H2 con lo cual,
como tengo menos de lo que necesitaría, el H2 es el reactivo limitante.
Si relacionara ahora el cálculo con el otro reactivo, es decir:
5 moles de H2 x 1 mol de CO = 2,5 moles de CO
2 moles de H2
Este resultado me está indicando que para que reaccionen 5 moles de H2 necesitaría 2,5
moles de CO, pero el dato del problema me dice que dispongo de 3 moles CO de con lo cual,
como tengo más de lo que necesitaría, con lo cual confirmo que el CO es el reactivo en
exceso. Una vez terminada la reacción quedarán sin reaccionar 0,5 moles de CO.
Ahora que ya sabemos cuál es el reactivo limitante, podremos responder acerca del producto,
es decir, podremos calcular los moles de metanol que se obtendrán.
5 moles de H2 x 1 mol de CH3OH = 2,5 moles de CH3OH
2 moles de H2
De la ecuación podemos deducir que:
Moles iniciales: 3 moles de CO, 5 moles de H2 y 0 moles de metanol.
Moles consumidos/formados: 2,5 moles de CO, 5 moles de H2 y 2,5 moles de metanol.
Moles finales: 0,5 moles de CO, 0 moles de H2 y 2,5 moles de metanol.
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