Química – Grado Once Cálculos Estequiométricos

Colegio María Goretti

Química – Grado Once

Cálculos Estequiométricos

Profesor: M.caicedo.S

Primer período académico Dos Mil 20

La estequiometria se fundamenta en ecuaciones químicas balanceadas, para realizar cálculos químicos acerca de:

• La cantidad de reactivos consumidos
• Las cantidades de productos que se obtienen
• La cantidad de reactivo límite que permite la obtención de un producto

Los cálculos anteriores requieren saber interpretar cuantitativamente las ecuaciones químicas en términos de número de moles y de número de gramos.

En las ecuaciones químicas donde intervienen gases, los cálculos estequiométricos implican relaciones de volúmenes.

Responda las siguientes preguntas con base en la siguiente ecuación

2 H2  +  O2    →    2 H2O

• La ecuación es estequiométrica?
• Cuántas moles de  hidrógeno (H2) y cuántas moles de oxígeno (O2), se necesitan para preparar 2 moles de agua (H2O)?
• Qué cantidad de gramos reaccionaron y que cantidad de gramos de producto se obtuvieron?

Solución

• La ecuación si es estequiométrica porque está correctamente balanceada
• Se necesitan 2 mole de hidrógeno y 1 mole de oxígeno para producir 2 moles de agua
• Reaccionaron 4 g de hidrógeno y 32 g de oxígeno. En total reaccionaron 36 gramos de reactivos y se obtuvieron 36 gramos de agua. Se cumple la ley de la conservación de la materia

Para realizar en casa

Con base en la siguiente ecuación química conteste las preguntas del ejercicio anterior

Si la ecuación no está balanceada, la debe balancear por tanteo

K  +  H2O    →    KOH  +  H2

Concepto de Razón Molar

Anteriormente se dijo que una ecuación estequiométrica puede interpretarse en términos de moles. Sea la ecuación:

2Al  +  6HCl    →   2AlCl3  +  3H2

De la ecuación química anterior se pueden establecer expresiones de igualdad relacionando:

Moles de reactivos entre sí, moles de reactivos con moles de producto, moles de productos entre sí, usando los coeficientes de la ecuación balanceada.

2 moles de Al  =  6 moles de HCl

2 moles de Al  =  2 moles de AlCl3

2 moles de Al  =  3 moles de H2

6 moles de HCl  = 2 moles de AlCl3

6 moles de HCl  =  3 moles de H2

2 moles de AlCl3  =  3 moles de H2

De estas expresiones de igualdad química se pueden establecer factores de conversión

 2moles de Al                        6 moles de HCl

                                                  [pic 1][pic 2]

6 moles de HCl                         2 moles de Al

2 moles de Al                        2 moles de AlCl3

                                                  [pic 3][pic 4]

2 moles de AlCl3                                  2 moles de Al

2 moles de AlCl3                                    3 moles de H2

                                                  [pic 5][pic 6]

3 moles de H2                                    2 moles de AlCl3

A estos factores de conversión se los conoce en estequiometria como RAZONES MOLARES

Ejercicio

Establecer la razón molar de la descomposición a través del calor del carbonato de sodio a óxido de sodio y a gas carbónico. Sea la ecuación:

Na2CO3    →    Na2O  +  CO2

Busco las expresiones de igualdad

1 mol de Na2CO3  =  1 mol de Na2O

1 mol de Na2CO3  =  1 mol de CO2

1 mole de Na2CO3                       1 mole de Na2CO3

                                                  [pic 7][pic 8]

1 mol de Na2O                                  1 mol de CO2

Para realizar en casa

• De la ecuación N2  +  3H2    →    2NH3, establecer la razón molar de amoníaco (NH3) a hidrógeno (H2) y de nitrógeno (N2) a amoníaco.

• De la ecuación Na  +  Cl2    →    NaCl, establecer las razones molares de cloro a cloruro de sodio y de cloruro de sodio a cloro y a sodio.

EJERCICIOS DE CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS

1. Relación entre moles: Para resolver esta clase de ejercicios se utiliza la siguiente expresión

Razón molar x unidades dadas  =  unidades requeridas (respuesta)

Ejemplo

1. Teniendo en cuenta la siguiente ecuación 2Al  +  6HCl    →   2AlCl3  +  3H2

• Cuántas moles de cloruro de aluminio AlCl3 se producen a partir de 0.5 moles de aluminio

• Cuántas moles de hidrógeno se producen cuando reaccionan 2 moles de HCl

2. Teniendo en cuenta la siguiente ecuación: Na  +  H2O    →    NaOH  +  H2

Calcular

• Cuántas moles de NaOH, se producen a partir de 3 moles de sodio
• Cuántas moles de H2, se producen a partir de 0.5 moles de sodio
• Cuántas moles de agua se requieren para obtener 4 moles de hidrógeno

2. Relación moles a gramos o gramos a moles: Para resolver esta clase de ejercicios se utiliza la siguiente expresión

Razón molar x factor de conversión x unidades dadas  =  unidades requeridas (respuesta)

Ejemplo

1. Calcule el número de moles de oxígeno que se producen al calentar 1.65 gramos de clorato de potasio. Masa molar del KClO3 = 127 g / mol.

Sea la ecuación: 2KClO3    →   2KCl  +  3 O2

2. Calcule el número de moles de cromo que se pueden producir a partir de la reacción de 28.5 gramos de óxido crómico con aluminio en exceso de acuerdo a la siguiente ecuación estequiométrica: Cr2O3  +  2Al    →    2Cr  +  Al2O3. Masa molar del Cr2O3 = 152 g / mol

3. Cuántos gramos de óxido de aluminio se producen cuando reaccionan 1.5 moles de aluminio. Masa molar del Al2O3 = 102 g / mol.

4. Calcule el número de gramos de agua que pueden obtenerse a partir de la combustión de 0.650 moles de etano, C2H6. Masa molar del agua 18 g / mol.

...