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José Miguel Martínez Sevilla
hace 7 años
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1 Contenidos Aplicación de la ley de conservación de la materia en una ecuación química. Determinación de los moles o la masa de un compuesto que participa en una reacción, conociendo los moles o la masa de otro compuesto también participante (razón estequiométrica). Determinación de reactivo limitante y porcentaje de rendimiento en una reacción Silvia Ponce López ITESM, Julio 2007

2 Ley de conservación de la materia, su aplicación en una ecuación química La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia establece: En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos La ecuación balanceada muestra la relación de masa entre reactivos y productos Pesos molares: g/mol CH O 2 CO H 2 O 1mol (16 g) mol 2mol (32 g) mol 1mol (44 g) mol 2mol (18 g) mol 16 g + 64 g = 44 g + 36 g

Cálculos estequiométricos en reacciones químicas Pesos molares: 16 32 44 18 g/mol CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O 1 mol 2 moles 1 mol 2 moles 16 g 64 g 44 g 36 g Relaciones

3 Cálculos estequiométricos en reacciones químicas Pesos molares: g/mol CH O 2 CO H 2 O 1 mol 2 moles 1 mol 2 moles 16 g 64 g 44 g 36 g Relaciones de las sustancias en moles y en gramos Para cada sustancia, puedes determinar: moles o gramos de cada reactivo que se consumen moles o gramos de cada producto que se forman

4 Ejemplos de relaciones estequiométricas en moles CH O 2 CO H 2 O 1 mol 2 moles 1 mol 2 moles 16 g 64 g 44 g 36 g 1 mol de CH 4 reacciona con 2 moles de oxígeno 1 mol CH 4 2 moles de O 2 2 moles de O 2 1 mol de CH 4 1 mol de CH 4 produce 1 mol de CO 2 1 mol de CH 4 1 mol de CO 2 1 mol de CO 2 1 mol de CH 4

5 Ejemplos de relaciones estequiométricas en gramos CH O 2 CO H 2 O 1 mol 2 moles 1 mol 2 moles 16 g 64 g 44 g 36 g 16 gramos de CH 4 reaccionan con 64 gramos de oxígeno 16 g CH 4 64 g de O 2 64 g de O 2 16 g de CH 4 16 gramos de CH 4 producen 44 gramos de CO 2 16 g de CH 4 44 g de CO 2 44 g de CO 2 16 g de CH 4

6 Ejemplos de determinación de los moles de un compuesto que participa en una reacción química Si se ponen a reaccionar 7.5 moles de CH 4 de acuerdo a la siguiente reacción, Qué cantidad en moles de O 2 reaccionan? CH O 2 CO H 2 O 1 mol 2 moles 1 mol 2 moles 16 g 64 g 44 g 36 g Algoritmo Qué tengo? Qué quiero calcular? Dato: 7.5 moles de CH 4 Incógnita: moles de O 2 Determinar factor a utilizar. Cuál factor utilizar? 1 mol de CH 4 2 mol de O 2 2 mol de O 2 1 mol de CH 4 Multiplicar 7.5 moles de CH 4 (dato), por el factor estequiométrico elegido: 2 mol de O moles de CH 4 1 mol de CH 4 = 15 mol de O 2

7 Determinación de la masa de un compuesto que participa en una reacción química CH O 2 CO H 2 O 1 mol 2 moles 1 mol 2 moles 16 g 64 g 44 g 36 g Qué cantidad en gramos de CO 2 se producen si reaccionan 40 g de CH 4? Algoritmo Qué tengo? Qué quiero calcular? dato: 40 g de CH 4 gramos de CO 2 Cuál factor utilizar? 16 g de CH 4 44 g de CO 2 44 g de CO 2 16 g de CH 4 40 g CH 4 44 g CO 2 = 110 g CO 2 16 g CH 4

8 Reactivo limitante pan queso Qué limitó la producción de sandwiches? sandwiches

9 Ejemplo de determinación de reactivo limitante Se pusieron a reaccionar 124 g de Al con 601 gramos de Fe 2 de acuerdo a la siguiente reacción balanceada: 2Al + Fe 2 Al 2 + 2Fe, Calcula la masa de Al 2 que se alcanzó a formar Algoritmo El reactivo que produce menos cantidad de producto es el reactivo limitante, debido a que limita la cantidad de producto que se puede formar. Pesos molares: Al:27, Fe 2 :103.8, Al 2 : 102, Fe:55.8 g/mol 2Al + Fe 2 Al 2 + 2Fe gramos Calcular separadamente con cada una de las cantidades de los reactivos, la cantidad que se produce de uno de los productos, comparar las cantidades obtenidas. El que produzca menos, es el reactivo limitante 102 g Al g Al x = g Al 2 54 g Al 102 g Al 601 g Fe 2 O 2 3 X = g Al g Fe 2, el Aluminio es el reactivo limitante, debido a que es el que produce menos Al 2 (producto) Se alcanzaron a producir g de Al 2

10 Cálculo de porcentaje de rendimientos experimentales en reacciones químicas. % Rendimiento = x 100 rendimiento real rendimiento teórico

11 Ejemplo de cálculo de porcentaje del rendimiento experimental en reacciones químicas Calcular el porcentaje del rendimiento, si se pusieron a reaccionar 150g de KCl y se produjeron 80 g de KCl de acuerdo a la siguiente reacción balanceada: 2 KCl 2 KCl + 3 O 2. Pesos molares: KCl : 122.6, KCl: 74.6, O 2 : 32 g /mol Algoritmo Calcular los gramos de KCl que se obtienen con los 150 gramos de KCl (rendimiento teórico) 2 KCl 2 KCl + 3 O g KCl 150 g KCl g KCl = g KCl Sustituir valores de las variables en la fórmula: rendimiento real % de rendimiento = X 100 rendimiento teórico % de rendimiento = 80 g de KCl g KCl X 100 = 87.6% de rendimiento

12 Bibliografía Chang R., Química Mc Graw Hill, 9ª. Edición,México (2007) Brown, T.L., H.E. Le May, Jr., B.E. Bursten, Química, la Ciencia Central. Prentice Hall Hispanoamerica, S.A. 7a. Edición, México 1991 Kotz J. C., P.M.Treichel, Química y reactividad química. Thomson, 5ª. Edición México, 2003

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