Quimica Inorganica

CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS

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La fabricación de productos químicos es uno de los esfuerzos industriales más grandes del mundo. Las industrias químicas son la base de cualquier sociedad industrial. Dependemos de ellas respecto a productos que utilizamos a diario como gasolina y lubricantes de la industria del petróleo; alimentos y medicinas de la industria alimentaria; telas y ropa de las industrias textiles. Estas son sólo unos cuantos ejemplos pero casi todo lo que compramos diariamente se fabrica mediante algún proceso químico o al menos incluye el uso de productos químicos.

Por razones económicas los procesos químicos y la producción de sustancias químicas deben realizarse con el menor desperdicio posible, lo que se conoce como "optimización de procesos". Cuando se tiene una reacción química, el Químico se interesa en la cantidad de producto que puede formarse a partir de cantidades establecidas de reactivos. Esto también es importante en la mayoría de las aplicaciones de las reacciones, tanto en la investigación como en la industria.

En una reacción química siempre se conserva la masa, de ahí que una cantidad específica de reactivos al reaccionar, formará productos cuya masa será igual a la de los reactivos. Al químico le interesa entonces la relación que guardan entre sí las masas de los reactivos y los productos individualmente.

Los cálculos que comprenden estas relaciones de masa se conocen como cálculos estequiométricos.

La estequiometría es el concepto usado para designar a la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas de las sustancias y sus reacciones. En su origen etimológico, se compone de dos raíces , estequio que se refiere a las partes o elementos de los compuestos y metría, que dice sobre la medida de las masas.

Cuando se expresa una reacción, la primera condición para los cálculos estequimétricos es que se encuentre balanceada, por ejemplo :

Mg + O2 ® MgO

2 Mg + O2 ® 2 MgO Reacción balanceada

La reacción anterior se lee como : 2 ATG de Magnesio reaccionan con un mol de Oxígeno y producen 2 moles de Oxído de magnesio (reacción de síntesis)

2ATG Mg = 49 g 1 mol de O2 = 32 g 2 moles de MgO = 81 g

49 g + 32 g = 81 g

2Mg + O2 ® 2 MgO

Lo que demuestra la ley de Lavoisiere " la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma " , cuando reaccionan 49g más 32g y se producen 81 g .

¿Cómo se realizan los cálculos estequiométricos?

ATG

MOLES

No. DE ATOMOS y No. DE MOLÉCULAS

VOLUMEN MOLAR

REACTIVOS O PRODUCTOS

REACTIVO LIMITANTE

ATG

¨¿Cuántos ATG se encuentran contenidos en 54 g de Al ? *Consultar la tabla periódica

1 ATG de Al ---- 27 g

X ---- 54 g X = (1) (54) / 27 X = 2 ATG

¨ ¿ 4.5 ATG de Pb a cuántos g equivalen ?

1 ATG de Pb ---- 207 g

4.5 ATG ---- X X = (4.5) (207) / 1 X = 931.5 g

MOLES

¨ ¿Cuántos moles se encuentran contenidos en 120 g de H2O?

1 mol de H2O ---- 18 g

X ---- 120 g X = (1) (120) / 18 X = 6.6 moles

¨ ¿ 0.6 moles, de NaNO2 a cuántos g equivalen ?

1 mol de NaNO2 ---- 69 g

0.6 moles ---- X X = (0.6) (69) / 1 X = 41.4 g

No. DE ATOMOS Y No. DE MOLÉCULAS.

1 ATG de cualquier elemento contiene 6.023 X 10 23 átomos y 1 mol de cualquier compuesto tiene 6.023 X 10 23 moléculas. El número 6.023 X 10 23 es conocido como número de Avogadro (N) .

¨¿Cuántos átomos están contenidas en 15 ATG de Cobre?

1 ATG de Cu ---- 6.023 X 10 23 átomos

15 ATG ---- X

X = (15) (6.023 X 10 23) / 1 X = 9.023 X 10 24 átomos

¨ ¿ Cuántos átomos están contenidos en 230 g de Niquel ?

Convertir g a ATG (230g = 3.93 ATG)

1 ATG de Ni ---- 6.023 X 10 23 átomos

3.93 ATG ---- X

X = (3.93) (6.023 X 10 23) / 1 X = 2.36 X 10 24 átomos

¨ ¿Cuántas moléculas están contenidas en 0.25 moles de CO2 ?

1 mol de CO2 ---- 6.023 X 10 23 moléculas

0.25 moles ---- X

X = (0.25) (6.023 X 10 23) / 1 X = 1.5 X 10 23 moléculas

¨ ¿Cuántas moléculas están contenidas en 10 g de HCl ?

Convertir g a moles (10g = 0.27 moles)

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