Estequiometra stoicheion metron ia ETIMOLOGA DE LA PALABRA

Estequiometría stoicheion metron ia

ETIMOLOGÍA DE LA PALABRA ESTEQUIOMETRÍA Del griego (stoicheion = elemento básico), (metrón = medida) y el sufijo (ía = cualidad). Por lo que literalmente significa: cualidad de medir los elementos Por eso en la ciencia contemporánea la estequiometría es el procedimiento de calcular el número o cantidad de elementos presentes en un compuesto o que participan en reacciones químicas.

Los elementos se combinan en proporción a sus pesos equivalentes, multiplicados por números enteros y pequeños

PESO EQUIVALENTE 8 g de O 79. 9 g de Br 1 g de H 3 g de C 35. 5 g de Cl • Cantidad en gramos que contiene, se combina o desaloja 1 gramo (1. 0078 g) de Hidrógeno u 8, 0000 g de Oxigeno

Cálculos Estequiométricos.

Cálculos estequiométricos cantidades de sustancia que reaccionan cantidades de sustancia que se producen Los símbolos y las fórmulas sirven al químico para poder esquematizar una reacción química. reactivos productos 2 H 2 + O 2 2 H 2 O 2 moléculas de agua 1 molécula de oxígeno hidrógeno Reaccionan con Para dar

AJUSTE, IGUALACIÓN O “BALANCEO” DE REACCIONES. En una reacción ni se crean ni se destruyen átomos: números de cada elemento a cada lado de la “flecha”tienen que ser iguales. Si se satisface esta condición se dice que la ecuación está AJUSTADA. 2 O 2 CO 2 + CH 4 + 2 H 2 O La ley de conservación de la masa, ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier Nunca deben modificarse los subíndices al ajustar una reacción.

Cálculos Estequiométricos.

Información contenida en la siguiente reacción CH 4(g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O(g) • 1 moles , Moles de compuesto • 2 moles 1 moles , 2 moles • 1 molx(12+4)g/mol+2 molx(32)g/mol 1 molx(12+32)g Masa/mol de compuesto +2 molx(2+16)g • 16 g + 64 g =80 g 44 g +36 g=80 g Volumen molar N°moléculas 1 mol(22, 4)litros/mol , 2 moles(22, 4)l/mol 1 mol(22, 4)l/mol , 2 x(22, 4) litros 1(6. 022 x 1023) ; 2(6. 022 x 1023) 1(6. 022 x 1023); 2(6. 022 x 1023) moléculas

• Ejemplo: ¿Calcular el volumen de CO 2 que se libera cuando se hace reaccionar 70 g de Metano (CH 4) ? • 70 g x vol • CH 4(g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O(g) • 16 g 22, 4 litros • 70 g x vol= 98 litros

• Ejemplo: ¿Calcular los moles de O 2 que se necesitan para obtener 55 g de H 2 O ? • x moles 55 g • CH 4(g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O(g) • • 2 moles 36 g 3, 05 moles = x moles 55 g

Reactivo Limitante y Reactivo en Exceso

• Reactivos características : • Cuando los reactivos de una reacción están en cantidades proporcionales o sea , el cociente entre los moles de reactivo es igual a la proporción que existe entre los coeficientes estequiométricos se dice: • La mezcla es estequiométrica. • Los reactivos están en proporciones estequiométricas. • La reacción tiene lugar en condiciones estequiométricas • Si la reacción es completa, todos los reactivos se consumirán dando cantidades estequiométricas de productos correspondientes.

• 4 moles 8 moles • CH 4(g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O(g) • 1 mol 2 moles • 2 moles O 2 = 8 moles O 2 = Reactivos en cantidad estequiometricas 1 mol CH 4 4 moles. CH 4

• Reactivo limitante y Exceso Definiciones: • -Cuando los reactivos no se encuentran el cantidades estequiometricas se dice que existe un reactivo Limitante • Es aquel que se encuentra en menor cantidad. • Determina la cantidad de producto q a de formarse. • Es aquel que se termina primero. • El otro reactivo es el que esta en exceso. Para nuestra aplicación Utilizaremos la siguiente definición : El reactivo Limitante Determina la formación de la menor cantidad de moles de producto.

PROCEDIMIENTO

• La siguiente simulación se utilizara para hacer una analogía y lograr el entendimiento del concepto de reactivo limitante y exceso • http: //phet. colorado. edu/es/simulation/legacy/reactants-productsand-leftovers (java) • Plantear 3 posibles casos • 1. Cuando los reactivos estén en cantidades estequiometricas • 2. Cuando uno es el reactivo limitante y el otro el exceso • 3. Opcion contraria

TRABAJAR CON ANALOGÍAS DIGITALES : SÁNDWICHES

¡¡¡¡¡Reactivo limitante es aquel que forma la menor cantidad de producto!!!!!!! Reactivo en exceso Reactivo limitante X= Rendimiento Teórico

Calculo de reactivo que sobra =X - Panes que sobran : = REACTIVO QUE SOBRA

REACCIONES REALES VIRTUALES

¿Calcular los moles de amoniaco que se obtendrán con 6 moles de N 2 y 9 moles de hidrogeno ? o Si reaccionan 6 moles de N 2 y 9 moles de H 2 ¿Cual reactivo es el limitante y cual el reactivo en exceso ? ¿Cuanto reactivo se formara? 6 moles 9 moles x moles • 1 N 2(g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) • 1 mol 3 moles 2 moles • 1 moles N 2 2 moles NH 3 • 6 moles N 2 x=12 moles NH 3 Reactivo en • exceso Rendimiento 3 mol H 2 2 moles NH 3 Teórico Reactivo 9 mol H 2 X= 6 moles NH 3 limitante

CALCULO DE REACTIVO EN EXCESO : 6 moles Reactivo 9 moles limitante • 1 N 2(g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) • 1 mol 3 moles • 1 moles N 2 3 moles H 2 3 moles N 2 =x 9 moles H 2 • React. EXCESO = 6 moles N 2 - 3 moles N 2 = 3 moles N 2 REACTIVO QUE SOBRA

METODO TRADICIONAL Si reaccionan 6 moles de N 2 y 9 moles de H 2 ¿Cual reactivo es el limitante y cual el reactivo en exceso ? ¿Cuanto reactivo se formara? 6 moles 9 moles x moles • 1 N 2(g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) • 1 mol 3 moles 2 moles • 1 moles N 2 3 moles H 2 • 6 moles N 2 x=18 moles H 2 para 6 moles necesito 18 moles y solo tengo 9 Reactivo • en • 1 mol N 2 3 moles H 2 exceso Reactivo 3 moles=x 9 moles H 2 limitante para 9 moles H 2 necesito 3 moles N 2 y tengo 6 sobran

Rendimiento de la reacción RENDIMIENTO TEÓRICO: Cantidad de producto que, según los cálculos, se forma cuando reacciona todo el reactivo limitante RENDIMIENTO REAL: Cantidad de producto que realmente se forma en la reacción. Rendimiento Real reacción ≦ rendimiento teórico La reacción se produce en condiciones inadecuadas. ¿Porqué difieren? - El reactivo tiene impurezas - Se den reacciones secundarias no deseadas Se pierde algo de la sustancia al manipularla Rendimiento real Rendimiento teórico x 100 = % RENDIMIENTO Rendimiento porcentual

¿Calcular los moles de amoniaco que se obtendrán con 6 moles de N 2 y 9 moles de hidrogeno ? Cual sera el % de rendimiento de la reacción si se obtienen en el laboratorio 4, 53 moles de NH 3 %Rend =4, 53 moles x 100 = 6 moles %Rend=75, 5 % NN

PUREZA DE REACTIVOS • Las sustancias y reactivos químicos producidos por la industria química pueden contener una cierta cantidad de impurezas, tales como metales pesados, inertes y otros. • Cuando se realizan cálculos estequiométricos es necesario tener en cuenta el porcentaje de pureza de estos reactivos. • Se denomina pureza al porcentaje efectivo de reactivo puro en la masa total • % Pza = Masa de sustancia pura x 100 • Masa de sustancia total(con impurezas) • Mediante reacciones químicas se puede determinar la pureza de una muestra sabiendo la masa de la misma y que solo la masa pura que ha de reaccionar para obtener la masa de productos.

LA BAUXITA ZAFIROS Al 2 O 3 con impurezas de Oxidos de Fe Al 2 O 3 con impurezas de Fe y Titanio

PIEDRA CALIZA Ca. CO 3 72% de Caliza es Ca. CO 3

Caso 1 Determinar la cantidad de producto sabiendo la pureza de la muestra Si 200 g de Bauxita que contiene hidróxido de aluminio, Al(OH)3 con una pureza del Al(OH)3 es del 95%, se calcina para obtener de nuevo Al 2 O 3 y agua. ¿Que masa de óxido de aluminio se obtendrán? . Al 2 O 3 95% Al(OH)3 200 g de Bauxita %Pza= masa Pura x 100 masa Imp 200 g /95% M P=190 g X masa ? 2 Al(OH)3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O 95% = masa pura x 100 200 g Masa pura=190 g 2 moles(78 g/mol) 1 mol(102 g/mol) 146, 25 g Al 2 O 3 190 g Al(OH)3 x masa= Masa pura

• Caso 2= Calcular la pureza de una muestra a partir de un producto • Una piedra caliza impura de 500 gramos, que contiene carbonato de calcio, se calcina dando Oxido calcio, dióxido de carbono. Si se obtiene obtener 50 litros de Dióxido de Carbono , ¿Qué porcentaje De Ca. CO 3 tiene la muestra? 500 gramos Ca. O (s) + CO 2 (g) ¿% Ca. CO 3 ? 500 gramos %Pza? 50 litros Ca. CO 3 Ca. O (s) + CO 2 (g) 100 g 22, 4 litros CO 2 =gr x 50 litros CO 2 223, 2 gramos Masa pura Pureza %Pza= 223, 2 g x 100 500 g 44, 64 % de Ca. CO 3

LABORATORIO DE ESTEQUIOMETRIA