ESTEQUIOMETRÍA
Se encarga de estudiar las relaciones cuantitativas que se ponen en juego en una reacción química. Es importante para saber qué cantidad de reactivo se necesita para obtener una determinada cantidad de producto. Lo más importante es contar con una ecuación química EQUILIBRADA O BALANCEADA que represente la reacción química. Luego, se pueden realizar sencillas relaciones en distintas cantidades (gramos, moles, litros) de reactivos entre sí, de productos entre sí o de reactivos con productos.
Ejemplo 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) 2 + 1 2 Relación en moles 128g + 32g 160g Relación en masa Calcular masa de SO 3 que se forma si se parte de 10 moles de SO 2
Más ejemplos 1. El amoníaco (NH 3 ) se produce mediante la reacción entre el hidrógeno molecular (H 2 ) y el nitrógeno molecular (N 2 ). Calcular cuántos gramos de amoníaco se forman si se parte de 20 moles de hidrógeno. 2. A altas temperaturas el carbonato de calcio (CaCO 3 ) se descompone dando óxido de calcio (CaO) y dióxido de carbono (CO 2 ). Calcular el número de moles de óxido de calcio y la masa de dióxido de carbono que se forman si se parte de 200 gramos de carbonato de calcio.
Reacciones con gases Es importante el cálculo de volumen. En CNPT (0 C y 1 atm), el volumen de 1 mol es 22,4 l. Ejemplo CaCO 3 + 2 HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Cuántos gramos de carbonato de calcio (CaCO 3 ) serán necesarios para que, al reaccionar con ácido clorhídrico (HCl), se obtengan 60 l de CO 2 (g) medidos en CNPT?
Si los datos no están dados en CNPT, se debe calcular primero el número de moles y después el volumen usando la ecuación de los gases ideales. PV = nrt P= presión V= volumen n= número de moles R= constante universal de los gases ideales = 0,082 l atm/ K mol T= temperatura OJO con las unidades!!! K = C + 273
Ejemplo Zn + 2 HCl ZnCl 2 +H 2 (g) Calcular el volumen de H 2 desprendido a 1,5 atm y 20ºC si se parte de 10 moles de HCl.
UN CASO DE ESTUDIO: LA REACCIÓN DE COMBUSTIÓN La combustión se refiere a reacciones que se dan entre algún compuesto y el oxígeno. Es una reacción exotérmica, se libera calor. Para que ocurra la reacción se requieren 3 elementos: 1. Combustible 2. Comburente 3. Energía de activación El combustible es la sustancia capaz de arder (gas, alcohol, carbón, madera).
La reacción de combustión El comburente es el material que hace arder, el oxígeno. La energía de activación es la energía que la reacción necesita para que los reactivos (combustible y comburente) entren en contacto y comience la reacción. Esta energía puede ser aportada por ejemplo, por una llama. La combustión es un proceso de transformación de la materia, que comienza con un aporte de energía, y que en presencia de oxígeno da lugar a la formación de nuevos compuestos y a la liberación de energía en forma de luz y calor.
La reacción de combustión TIPOS DE COMBUSTIÓN Según la cantidad de oxígeno disponible, las reacciones de combustión se clasifican en completas e incompletas. Combustión completa: Hay suficiente cantidad de oxígeno para que arda todo el combustible. Se obtiene como producto de la reacción dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O). Combustible + O 2 CO 2 + H 2 O + Calor Por combustión completa del metano (principal componente del gas natural), la llama obtenida es color azul y se libera la mayo cantidad de calor (en comparación con la combustión incompleta del mismo combustible).
La reacción de combustión Combustión incompleta: Se da cuando no hay suficiente cantidad de oxígeno para quemar todo el combustible. Los productos varían según la cantidad de oxígeno disponible. Combustible + O 2 Combustible + O 2 CO + H 2 O + Calor C + H 2 O + Calor El monóxido de carbono (CO) es un gas muy tóxico. Es incoloro e inodoro, pero si se respira puede causar la muerte en poco tiempo porque sustituye al oxígeno en la hemoglobina de la sangre. A partir de la combustión de metano, se obtiene una llama naranja. El carbón (C) es un polvo finamente dividido que genera que el humo se ponga negro. Luego se deposita, formando el hollín.
La reacción de combustión La combustión incompleta, además de peligrosa, es menos eficiente, se obtiene menos cantidad de calor que en una combustión completa.