Estequiometría II Química General I 2012 Lic. Oswaldo Martínez
Reactivo limitante Cuando se efectúa una reacción, los reactivos no están presentes en cantidades estequiométricas necesariamente, es decir, en las proporciones que indica la ecuación balanceada. El reactivo que se consume primero en una reacción se denomina reactivo limitante, ya que la máxima cantidad de producto depende de la cantidad de este reactivo.
Reactivo limitante Cuando el reactivo limitante se consume no se puede formar mas producto. Los reactivos en exceso son los reactivos presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante.
Reactivo limitante Se determina el reactivo limitante, para hacer los cálculos de cuanto producto se forma, utilizando el método del mol. Nunca los cálculos deben efectuarse con los reactivos en exceso.
Ejercicios Balancee la ecuación en la cual el tetrafluoruro de azufre reacciona con el anhídrido yódico para obtener pentafluoruro de yodo y anhídrido sulfuroso. Luego calcule el máximo número de gramos de pentafluoruro de yodo que se puede obtener si se parte de 10.0 g de tetrafluoruro de azufre y 10.0 g de anhídrido yódico.
Ejercicio La reacción entre el aluminio y el óxido férrico se produce a temperaturas cercanas a los 3000 ºC, en un proceso se hicieron reaccionar 124 g de aluminio con 601 g de óxido férrico. Determine: La ecuación que representa el proceso de reacción. La masa en gramos del óxido de aluminio que se formó. La cantidad de reactivo en exceso que se recuperó al completarse la reacción.
Ejercicio El propano C 3 H 8 es un componente del gas natural y se utiliza para cocinar y para la calefacción doméstica. Escriba y balancee la ecuación de combustión del propano. Cuántos gramos de dióxido de carbono se producen si reaccionan 8 moles de propano con 4 moles de oxígeno?
Rendimiento de Reacción La cantidad de reactivo limitante determina el RENDIMIENTO TEÓRICO de una reacción, a través de la aplicación del método del mol. El RENDIMIENTO TEÓRICO es el rendimiento máximo que se puede obtener cuando la reacción es exitosa en un 100%.
Rendimiento de Reacción En la práctica el RENDIMIENTO REAL es menor que el rendimiento teórico, a lo sumo igual pero NUNCA mayor. El RENDIMIENTO REAL se determina sólo a través de experimentos y es usualmente un dato que los problemas suelen dar.
Rendimiento de reacción Por qué el rendimiento real nunca es igual al rendimiento teórico? Reacciones reversibles Difícil recuperar todo el producto Reacciones laterales Difícil purificar el producto
Porcentaje de rendimiento % de rendimiento = rendimiento real x100% rendimiento teórico
Ejercicio El titanio se obtiene por la reacción de cloruro de titanio (IV) con magnesio a 950ºC y 1150ºC. Escriba la ecuación balanceada que representa la reacción. En cierta operación industrial se hacen reaccionar 3.54 x 10 7 gramos de cloruro de titanio con 1.13 x 10 7 gramos de magnesio. Para esto: Calcule el rendimiento teórico del Ti en gramos. Calcule el porcentaje de rendimiento si en realidad se obtienen 7.91 x 10 6 g de Ti.
Ejercicio Cuando se calienta el litio, reacciona con el nitrógeno para formar nitruro de litio. Escriba la ecuación balanceada del proceso. Cuál es el rendimiento teórico de nitruro de litio en gramos cuando se hacen reaccionar 12.3 g de Li con 33.6 g de nitrógeno? Cuál es el porcentaje de rendimiento de la reacción?
Ejercicio El dicloruro de diazufre S 2 Cl 2 se utiliza en la vulcanización del caucho. Se prepara mediante el calentamiento del azufre S 8 en una atmósfera de cloro Cl 2. Escriba la ecuación balanceada que representa la reacción que ocurre. Cuál es el rendimiento teórico de dicloruro de diazufre en gramos cuando 4.06 g de azufre se calientan con 6.24 g de cloro? Si el rendimiento real de dicloruro de diazufre es 6.55 g, cuál es el porcentaje de rendimiento?
Ejercicio A una disolución que contiene nitrato plumboso en agua se le agrega una disolución que contiene ácido sulfúrico en agua. De acuerdo a la reacción balanceada, cuántos gramos de sulfato de plomo (II) se producen si reaccionan 5g de nitrato plumboso, si se tiene el 85% de rendimiento en la reacción?
Ejercicio Para producir cloruro férrico sólido en el laboratorio, se coloca hierro elemental en una atmósfera rica en cloro. De acuerdo a la ecuación balanceada, cuántos gramos de hierro se necesitan para producir 50 g de cloruro férrico, si el porcentaje de rendimiento de la reacción es 90%?
Mezclas Una sustancia en particular puede ser una mezcla de 2 o mas sustancias puras o impurezas, donde usualmente la sustancia de interés está en mayor proporción. Para determinar el porcentaje de composición se considera que la cantidad total de la muestra es el 100%.
Mezclas La suma de todos los componentes de una mezcla debe dar el 100%. % de una sustancia = g de la sustancia x100 en una muestra g de la muestra
Mezclas Para analizar la composición de una mezcla se aprovechan las propiedades químicas (reactividad) de las sustancias. En algunas mezclas reacciona 1 sola sustancia y a partir de ello puede deducirse su % en la muestra total. El % de una sustancia en una muestra equivale al % de pureza de dicha sustancia.
Ejercicios Una muestra de 3.15 g de una mezcla de sulfito de sodio y sulfato de sodio se disolvió en agua y se calentó con azufre sólido. El sulfato de sodio no reacciona, pero el sulfito si lo hace de la siguiente manera: Na 2 SO 3 + S Na 2 S 2 O 3 Y 0.65 g de azufre se disolvieron y formaron el tiosulfato de sodio. Qué porcentaje de la mezcla original era sulfito de sodio y qué porcentaje de la mezcla era sulfato de sodio?
Ejercicios Una muestra de 9.90 g de una mezcla de carbonato de calcio y bicarbonato de sodio se calentó y los compuestos se descompusieron según las reacciones: CaCO 3 CaO + CO 2 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O La descomposición de la muestra produjo 2.86 g de dióxido de carbono y 0.900 g de agua. Qué porcentaje de la muestra original es carbonato de calcio? y de bicarbonato de sodio?
Serie de reacciones Consisten en procesos en los cuales se obtiene un producto en particular luego de pasar por una serie de reacciones.
Serie de reacciones Claves: Balancear las ecuaciones químicas. Identificar la sustancia que enlaza a dos reacciones consecutivas (es decir, la sustancia que aparece en ambas ecuaciones) Partir del dato que da el problema. En este caso se necesitarán varios factores estequiométricos que se deducirán de las ecuaciones químicas balanceadas y que deben contener a las sustancias que enlazan a las reacciones consecutivas.
Serie de reacciones (ejercicio) Qué cantidad de tiosulfato de sodio puede prepararse usando 100 g de Zn con las cantidades adecuadas de los otros reactivos. Zn + 2SO 2 ZnS 2 O 4 ZnS 2 O 4 + Na 2 CO 3 ZnCO 3 + Na 2 S 2 O 4 Si el rendimiento de esta reacción es 95% cuánto realmente se produce?
Serie de reacciones (ejercicio) El clorato de potasio se prepara a partir de la siguiente serie de reacciones: Cl 2 + 2KOH KCl + KClO + H 2 O 3KClO 2KCl + KClO 3 4 KClO 3 3KClO 4 + KCl Cuántos gramos de cloro elemental se necesitan para preparar 100 g de clorato de potasio.
Ejercicio El hierro se obtiene en hornos a partir de la siguiente serie de reacciones: 3Fe 2 O 3(s) + CO (g) 2Fe 3 O 4(s) + CO 2(g) Fe 3 O 4(s) + CO (g) 3FeO (s) + CO 2(g) FeO (s) + CO (g) Fe (s) + CO 2(g) Cuánto óxido férrico se necesita para obtener una barra de 500 g de hierro?
Ejercicio El carbonato de litio se prepara a partir de la siguiente serie de reacciones: 4Li (s) + O 2(g) 2 Li 2 O (s) Li 2 O (s) + CO 2(g) Li 2 CO 3(s) Cuánto carbonato de litio se puede preparar a partir de 10 gramos de litio, 20 gramos de oxígeno y la suficiente cantidad de dióxido de carbono?
Ojo Resolver las siguientes hojas de trabajo: Hoja de trabajo no. 1 de la Unidad III, estequiometría. Hojas de trabajo 11 a 13
Fin del Curso Química General I Junio 2012