Reacción a partir de datos experimentales y los obtenidos al efectuar cálculos estequiométricos
Enviado por pepemiranda20 • 21 de Octubre de 2015 • Trabajos • 988 Palabras (4 Páginas) • 296 Visitas
ESTEQUIOMETRIA.
Objetivo: determinar el rendimiento de una reacción a partir de datos experimentales y los obtenidos al efectuar cálculos estequiométricos.
Teoría.
La estequiometria estudia las cantidades de materia en masa y en moles que participan en una reacción. Tiene su fundamento en la ley de la conservación de la masa, ya que ésta, no se crea ni se destruye, solo se transforma.
Así que la masa inicial de reactivos en una reacción debe ser igual a la masa de los productos obtenidos.
Sabemos que una reacción química es un fenómeno químico que se presenta por medio de una ecuación química.
a A + b B ↔ c C + d D
En donde a,b,c,d son los coeficientes estequiométricos.
A,B,C,D son las sustancias que participan en la reacción.
Toda la ecuación química nos proporciona información cuantitativa, esto es: quienes participan en la reacción y una información cualitativa es decir que cantidades participan en la reacción.
Así la siguiente reacción nos dice que le monóxido de nitrógeno (NO) reacciona con el amoniaco (NH₃) y nos produce nitrógeno (N₂) más agua (H₂O).
6 NO + 4 NH₃ ↔ 5N₂ + 6 H₂O
La información cuantitativa que es la que trata la estequiometria nos dice que reacciona:
6 moles de NO + 4 moles de NH₃ producen 5 moles de N₂ + 6 moles de H₂O[pic 1]
Como la cantidad de materia se puede expresar en mol o bien en masa y como sabemos que n =m/PM, la reacción en moles se puede convertir en reacción en masa convirtiendo en mol a masa [m = n*PM] utilizando los pesos moleculares de cada sustancia.
sustancia | Peso molecular | sustancia | Peso molecular |
NO | 30(g/mol) | N₂ | 28(g/mol) |
NH₃ | 17(g/mol)[pic 2] | H₂O[pic 3] | 18(g/mol) |
Se tiene:
180 g NO + 68 g NH₃ ↔ 140 g N₂ + 108 g H₂O
148g 148g
Conociendo las relaciones en mol a en masa, se pueden hacer los cálculos en función de la necesidad de realizarlos en moles o en masa.
Así por ejemplo si se requiere conocer la cantidad en mol requerido de NH₃ y producidos de N₂ y de H₂O cuando reaccionan digamos 20 mol de NO.
Se toma como base los coeficientes estequiométricos y se reaccionan por una regla de tres o bien se utilizan factores de conversión, así.
n(NH⁹)= 20 mol NO (4 mol NH₃/6 mol NO) = 13.33 mol NH₃
n(N₂) = 20 mol NO(5 mol N₂/ 6 mol NO) = 16.66 mol N₂
n( H₂O) = 20 mol NO(6mol H₂0/ 6 mol NO)= 20 mol H₂O
si se quisiera hacer un cálculo en masa para 100 g de NO, se tendría que considerar como base en masa, así:
m (NH₃) = 100 g NO (68 g NH/ 180 g NO) = 37.77 g NH₃
m (N₂) = 100 g NO (140 g N₂/ 180 g NO) = 77.77 g N₂
m (H₂0= 100 g NO (108 g H₂O/ 180 g NO) = 60 g H₂0
Como al realizar una reacción, no siempre se colocan las cantidades en la relación estequiométrica de la ecuación; es necesario determinar cuál es el Reactivo Limitante (R.L.) y tomar éste como base para realizar el cálculo ya que el R.L. es el que se acaba primero, limitando la reacción, ya que al acabarse este reactivo la reacción llega a su fin. Al otro reactivo se la llama reactivo en exceso.
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