¿QUÉ ES LA ESTEQUIOMETRÍA?
Analice la siguiente ecuación química:
· Léala en forma correcta
· Balancéela
· Piense cómo puede determinar qué cantidad de agua se forma a partir de una determinada cantidad de reactantes.
La estequiometria se encarga de hacer cálculos matemáticos a partir de las ecuaciones químicas balanceadas.
La estequiometria nos permite hacer determinaciones de cantidades de reactantes y de productos en una ecuación química balanceada.
Una ecuación química balanceada permite averiguar las cantidades de reactantes que se requieren para formar cierta cantidad de producto.
Los cálculos estequiométricos se basan en las relaciones fijas de combinaciones que hay entre las sustancias. Dichas relaciones están indicadas por los que índices numéricos que aparecen en las fórmulas y por los coeficientes de las ecuaciones balanceadas.
Los cálculos estequiométricos requieren una unidad química que relaciona los pesos de los reactantes con los pesos de los productos. Esta unidad química es la mol.
Recuerde que:
Una mol es una cantidad de material que contiene de número de Avogadro de partículas: 6,02 x 1023.
Un mol de átomos es igual a 6,02 x 1023 átomos.
Un mol de moléculas es igual a 6,02 x 1023 moléculas.
Un mol corresponde en gramos, al peso fórmula de la sustancia.
· ¿A qué equivale el peso atómico de un elemento en átomos? ¿Por qué?
· ¿A qué equivale el peso molecular de compuesto en moléculas? ¿Por qué?
EL PESO DE LAS MOLÉCULAS Y EL PESO DE LOS MOLES
Según el principio de Avogadro, volúmenes iguales de gases iguales a condiciones de presión y temperatura contienen igual número de moléculas. Así está demostrado que una mol de cualquier gas, a condiciones normales, esto es una temperatura de 0ºC (273ºK) y a una presión de 1 atmósfera, ocupa un volumen de 22.4 litros y contiene 6,02 x 1023 moléculas.
Sin embargo, al pesar volúmenes iguales de gases, se encuentra que las masas son diferentes. Así que cada gas está constituido por moléculas específicas.
· ¿Cuántas moléculas hay en 1 mol de H2O?
· ¿A cuántos gramos equivale 1 mol de NaOH?
· ¿Cuánto pesan 6.02 x 1023 átomos de sodio?
NÚMERO DE MOLES
El número de moles se refiere a la cantidad de estas unidades presentes en una muestra. Se representa con la letra n.
Para calcular el número de moles se divide el valor en gramos de la muestra por el valor de una mol de dicha sustancia. Ejemplo
¿Cuántas moles hay en 160 gramos de SO3?
1mol de SO3 / 80 g de SO3 = x / 160 g de SO3
(1 mol de SO3) (160 g de SO3) / 80 g de SO3 =x
X = 2 moles de SO3
· ¿Cuántas moles hay en 64 gramos de agua?
· ¿A cuántas moles corresponden 196 gramos de H2SO4?
· ¿A cuántas moles corresponde un kilogramo de sal NaCl?
· ¿Cuántas moles tiene un anillo de plata que pesa 5 gramos?
Una de las actividades de la persona que hace química es estudiar los procesos en los cuales ocurren transformaciones de los compuestos o de los elementos, es decir los cambios químicos. Un cambio químico puede ser expresado a través de una ecuación química que indica información valiosa del proceso; por ejemplo cuáles son los reactantes, cuáles son los productos, cuál es el estado físico, cuál es la relación del número de moles entre reactantes y productos.
Con la anterior información pueden hacerse los cálculos de los materiales consumidos o producidos en la reacción química.
EJEMPLO
Tomemos una ecuación balanceada:
Esta ecuación se lee así:
Si dos moles de HNO3 reaccionan con 3 moles de H2S producen 2 moles de NO, 3 moles de S y 4 moles de H2O.
Si queremos esta misma información pero dada en gramos, se deben hacer las siguientes conversiones:
a) Para el HNO3
1 mol de HNO3 pesa: (H1g) + (N 14 g) + (O 16 * 3 = 48g) = 63 g
1 mol de HNO3 / 63 g de HNO3 = 2 moles de HNO3 / x
X = 1 mol de HNO3 * 63 g de HNO3 / 1mol de HNO3 = 126 g de HNO3
En 2 moles de HNO3 hay 126 gramos de HNO3
b) Para el H2S
1 mol de H2S pesa: ( H 1 x 2 = 2 g) + ( S 32 g) = 34 g
1mol de H2S / 34 g de H2S = 3 mol de H2S / x
X = 3 mol de H2S * 34 g de H2S / 1 mol de H2S = 102 g de H2S
En 3 moles de H2S hay 102 g de H2S
c) Para el NO
1 mol de NO pesa: (N 14g) + (O 16 g) = 30 g
1 mol de NO / 30 g de NO = 2 moles de NO / x
X = 2 moles de NO * 30 g de NO / 1 mol de NO = 60 g de NO
En 2 moles de NO hay 60 g de NO
d) Para el S
1 mol de S / 32 g de S = 3 moles de S / x
X = 3 moles de S * 32 g de S / 1 mol de S = 96 g de S
En 3 moles de S hay 96 g de S
e) Para el H2O
1 mol de H2O / 18 g de H2O = 4 moles de H2O / x
X = 4 moles de H2O * 18 g de H2O / 1 mol de H2O = 72 g de H2O
En 4 moles de H2O hay 72 g de H2O
Tomando nuevamente la ecuación inicial y teniendo en cuenta los resultados anteriores tenemos que:
Si 126 g de H2NO3 reacciona con 102 g de H2S producen 60 g de NO, 96 g de S y 72 g de H2O.
Estos cálculos son importantes para trabajar en el laboratorio, por ejemplo si no disponemos de esas cantidades o si solamente necesitamos producir 10 g de S.
El problema sería ¿Cómo se pueden producir 10 gramos de S a partir de la ecuación balanceada?
SOLUCION:
Planteamos la ecuaciones:
Como la pregunta está formulada en gramos utilizamos la ecuación 2.
126 g de HNO3 / 96 g de HNO3 = x / 10 g de S
X = 126 g de HNO3 * 10 g de S / 96 g de S = 13.125 g de HNO3
X = 13. 125 g de HNO3
Se necesitan 13.125 g de HNO3 para producir 10 g de S. Como hay otro reactante, según la ecuación el H2S hacemos el cálculo respectivo.
102 g de H2S / 96 g de S = x / 10 g de S
X = 102 g de H2S * 10 g de S / 96 g de S = 10.625 g de H2S
Se necesitan 10. 625 g de H2S para producir 10 g de S
RESPUESTA: Si hacemos reaccionar 13.125 g de HNO3 con 10.625 g de H2S se producen 10 g de S.
EJERCICIOS PARA EL EQUIPO DE TRABAJO
· ¿Cuántos moles de O2 se necesitan para formar 2 moles de HCl en la reacción siguiente?
· ¿Qué peso de FeS se necesita para preparar 5 moles de H2S? la ecuación de la reacción es:
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Cuantos moles tiene un anillo de plata que pesa 18g?..estoy en un examen quien me puede decir
ResponderEliminar18 g Au X 1 mol Au / 197 g Au = 0,09 mol Au
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