Cálculos estequiometricos B

Cálculos estequiometricos B:

Relación peso-peso, relación peso-volumen reactivo limitante, reactivo en exceso, grado de conversión o rendimiento.

Relaciones mol-mol.

Para mayor información se te sugiere leer el subtema 6.4.2

En este tipo de relación la sustancia dato se da en unidades de moles y la sustancia incógnita tambien se pide en unidades de moles.

Los pasos a seguir son los mismos que se mencionan en la sección 6.4.2

Ejemplo

¿Cuántas moles de metano (CH4) reaccionando con suficiente oxígeno(O2) se necesitan para obtener 4 moles de agua(H2O).

X mol 4 mol

CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O

1 mol 2 mol

La ecuación nos indica que con un mol de metano se obtienen dos moles de agua por lo que se establece la relación.

X mol CH4 ----------- 4 mol H2O

1 mol CH4 ----------- 2 mol H2O

X= (1 mol CH4 ) (4 mol H2O)

2 mol H2O

X = 2 mol CH4

Esto significa que se necesitan 2 moles de metano para producir 4 moles de agua

Relaciones peso-peso.

Las llamadas relaciones estequiométricas dependen de la manera en que se plantea el problema, es decir de las unidades en que se da la sustancia dato del problema y de las unidades en que se requiere o pide la sustancia incógnita (dato que se desconoce y se pide calcular).

Relaciones dato - incógnita

Mol – mol

• Masa – masa masa – mol

Mol – masa

Vol – masa

• Masa – volumen mol – vol

Vol – mol

• Volumen - volumen

Unidades de medida

Masa = gramos, kilogramo o mol

Volumen = L, ml, m3, cm3

Revisemos ahora cuanta información podemos obtener a partir de una ecuación química balanceada, y que utilizaremos según el tipo de relación que se presente en el problema.

ECUACION: N2 + 3H2  2NH3

• 1 mol de N2 + 3 moles H2  2 moles de NH3

• 1 molécula de N2 + 3 moléculas H2  2 moléculas de NH3

• 28 gr de N2 + 6 g de H2  34 g de NH3

• 6.02 x 1023 moleculas N2 + 3 (6.02 x 1023 ) molec. CH2  2 (6.02 x 1023)molec. de NH2

• 22.4 L de N2 + 67.2 L de H2  44.8 L de NH3 (Si son gases en condic. NPT) 1L N2 + 3L H2  2L NH3 (Si son otras condiciones y se aplica la ley de los volúmenes de combinación de Gay-Lussac)

RELACIÓN MASA – MASA 0 PESO-PESO

En éste tipo de problemas las cantidades que se conocen y las que se pregunta están en alguna unidad de cantidad de masa, normalmente en gramos. Algunas veces la información proporcionada está en moles y se nos cuestione por la cantidad en gramos o viceversa.

Ejemplo:

El hidróxido de litio sólido se emplea en los vehículos espaciales para eliminar el dióxido de carbono (CO2) que se exhala en medio vivo. Los productos son carbonato de litio sólido y agua líquida ¿Qué masa de bióxido de carbono gaseoso puede absorber 8gr de hidróxido de litio (LiOH)?. La reacción que representa el cambio es:

2 Li OH(s) + CO2 (g)  Li2 CO3 (s) + H2 O(l)

PASOS PARA RESOLVER: (SE SIGUEN LOS MISMOS PARA CUALQUIER RELACION)

1. Checar que la ecuación esté balanceada correctamente

2. Subrayar la sustancia proporcionada como dato en la ecuación y la que se da como incógnita. Anotarlo arriba de cada sustancia, la incognita con una X y el valor del dato proporcionado con todo y unidad.

3. Realizar los cálculos necesarios para obtener la información (valores) que me proporciona la ecuación química balanceada, en las mismas unidades en que se da la sustancia dato y en la que se pide la sustancia incógnita.. Colocarlos debajo de las dos sustancias subrayadas en el paso 2.

4. Las proporciones así obtenidas extraerlas de la ecuación química y resolver para la incógnita X.

SOLUCIÓN:

8 g Xg

2 Li OH(s) + CO2 (g)  Li2 CO3 (s) + H2 O(l)

48g 44g

8 g Li OH Xg CO2

48g Li OH 44g CO2

Resolviendo para X tenemos:

X = 7.33 g de CO2

Se interpreta de la siguiente manera: pueden reaccionar 7.33 g de CO2 con los 8 gr de Li OH(s)

Cálculos donde intervienen los conceptos de Reactivo limitante Reactivo en exceso Grado de conversión o rendimiento

REACTIVO LIMITANTE

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