Guia Estiometria

ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE MANIZALES

NUCLEO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA

PLAN DE CLASE Código GADC10-15

Versión 1

AREA: QUIMICA

GRADO: ONCE

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NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________

¿Cómo determinar la cantidad de reactivos para producir una sustancia industrialmente?

COMPETENCIA:

Halla a partir de una ecuación estequiometria las cantidades de reactivos y productos que intervienen en un cambio químico, aplicando las leyes que rigen el comportamiento de la materia en procesos comunes de nuestro entorno

DESEMPEÑOS:

Saber: Diferencia y explica las leyes que rigen el comportamiento de la materia.

Hacer: Resuelve ejercicios estequiométricos, determinando la cantidad de reactivos y productos que intervienen en cualquier proceso químico realizado en el laboratorio.

Ser: Valora la importancia práctica de la aplicación de la estequiometria como base fundamental para realizar cualquier proceso químico industrial.

A.VIVENCIA: Resuelvo individualmente y luego socializo con mis compañeros de grupo el resultado de mi trabajo.

1. Escribo una ecuación química estequiometria y reconozco en ella: Coeficientes numéricos, reactivos, productos, funciones químicas, grupos funcionales, escribo el nombre de cada una de las sustancias participantes y clasifico la ecuación química.

2. Hallo las masas molares de cada una de las sustancias del punto número uno.

3. Compruebo la ley de la conservación de la materia para la siguiente reacción química:

HNO3 + H2S → NO + S + H2O

B. FUNDAMENTACION TEORICA:

ESTEQUIOMETRÍA O CÁLCULOS QUÍMICOS

INTRODUCCIÓN: La estequiometria se refiere a las cantidades de reaccionantes y productos comprendidos en las reacciones químicas. Para una reacción hipotética;

A + B ----------------------- C + D

Surgen preguntas como estas ¿Cuánto se necesita de A para que reaccione con x gramos de B? ¿Cuánto se producirá de C en la reacción de A con x gramos de B? ¿Cuánto se producirá de B junto con Y gramos de C?. Las cantidades químicas es decir, el "cuanto" de las preguntas anteriores se pueden medir de diferentes maneras. Los sólidos generalmente se miden en gramos, los líquidos en mililitros y los gases en litros. Todas estas unidades de cantidad se pueden expresar también en otra unidad, La cantidad de sustancia, expresada en moles.

• FACTORES QUÍMICOS DE CONVERSIÓN

La razón de dos cantidades cualesquiera en la ecuación balanceada nos da el " factor químico" de conversión, que permite pasar de las moléculas de una sustancia al número equivalente de moléculas de otras sustancia implicada en la reacción, a partir de la ecuación balanceada;

4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2

Se puede escribir los siguientes factores químicos de conversión

De la misma manera como las fórmulas pueden interpretarse directamente en términos de moles o de moléculas. Para demostrar esto, multiplíquese cada término en ambos miembros de la ecuación anterior por el número de Avogadro,6.02 x 10 23. Esto no altera la igualdad. la ecuación resultante es:

4(6.02 x 1023) FeS + 7( 6.02 x 1023 ) O2 → 2( 6.02 x 1023 ) Fe2O3 + 4( 6.02 x 1023 ) SO2

Observe que 6.02 x 1023 moléculas de una sustancia son exactamente 1 mol de esa sustancia. Así se puede sustituir este número por su equivalente en moles y la ecuación se convierte en :

Siguiendo un razonamiento similar al usado con las moléculas, podemos obtener factores químicos en términos de moles. Así, tenemos los siguientes factores de conversión.

• RELACIÓN EN PESO OBTENIDAS DE LAS ECUACIONES

Existe una ley llamada ley de la composición definida que establece que cuando las sustancias reaccionara para formar compuestos lo hacen en relaciones definidas de masas. por ejemplo:

4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2

4 moles 7 moles 2 moles 4 moles

4 x 87.91 g 7 x 32 g 2 x 159.69 g 4 x 64.06 g

muestra que 4 moles de FeS ( 4 x 87.091 g de FeS) reaccionan con 7 moles de O2(7 x 32 g de O2) para formar 2 moles de Fe2O3 y 4 moles de SO2 ( 4 x 64.06 g ) de los productos ( 319.38 + 256.24) ( ley de la conservación de la masa)

• CÁLCULOS QUÍMICOS

1. Cálculos masa a masa

La relación entre la masa de un reactante y la masa correspondiente de un producto es uno de los problemas de mayor frecuencia en química. Hay varios métodos para resolver este tipo de problemas.

EJEMPLO:

• En la obtención de oxígeno, se descompone clorato de potasio por calentamiento. En una experiencia a partir de 30 g. de clorato, cuántos gramos de oxígeno se obtienen?

(a) Método de las proporciones :

Se procede a escribir la ecuación química equilibrada :

2KClO3 → 2KCl + 3O2

Se hallan los pesos mol de las sustancias problema :

Peso de 1 mol de KClO3 = 122,55 g

Peso de 1 mol de O2 = 32 g

De acuerdo con la ecuación :245,10gdeKClO3 producen 96gdeO2

30gdeKClO3 X

(b) Método del factor de la conversión :

Resumiendo la información cuantitativa que da la ecuación :

2KClO3 → 2KCl + 3O2

245,10gKClO3 ----------- 96gO2

Se puede obtener un factor de conversión para pasar gramos de KClO3 (sustancia conocida ) a gramos de oxígeno (sustancia problema ).

El factor es :

Se multiplica la cantidad de sustancia dada, KClO3, por el factor de conversión para hallar la cantidad buscada :

2. Cálculos mol-mol

Los problemas estequiometrícos más simples son aquellos en los cuales se calcula el número de moles de una sustancia, que han reaccionado con, o se producen a partir de un cierto número de moles de otra sustancia.

EJEMPLO: ¿Cuantas moles de nitrógeno reaccionan con 0.75 moles de hidrógeno en la producción del amoníaco?

La ecuación equilibrada para esta reacción es:

N2 + 3H2 → 2NH3

La ecuación equilibrada nos indica :

1 mol N2reacciona con 3 moles H2

X moles N2reaccionan con 0.75 moles H2X = 0.25 moles de N2

3. Cálculos con reactivo límite

Generalmente en el laboratorio es difícil tomar las cantidades precisas de cada uno de los reactivos para las diferentes experiencias, ocasionando el exceso de uno de los reactivos. Los cálculos para determinar la cantidad

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