ESTEQUIOMETRÍA Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios. Significado de las reacciones químicas: Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida, la combustión del metano para transformarse en dióxido de carbono y vapor de agua. Las ecuaciones para estas reacciones son las siguientes: Fe + O2 → Fe2 O3 2Mg + O2 → 2MgO CH4 + O2 → CO2 + H2O(g) En este link encontrarán un video que les ayudará a comprender como suceden las reacciones. http://www.youtube.com/watch?v=VZ8SWIRs2Bg Cantidades de reactivos y productos: Tanto en el laboratorio como en la industria química es indispensable conocer las cantidades de producto que se obtendrán a partir de una cantidad determinada de reactivos o viceversa, la cantidad de reactivos que se requiere para formar un producto que se necesita; es en estas circunstancias donde resulta importante conocer los procedimientos de la estequiometria y conceptos como la mol y la masa molar. Las unidades para medir los reactivos y los productos pueden ser moles, gramos, kilogramos, o litros (gases), entre otros; sin embargo para calcular las cantidades de reactivos siempre es necesario en algún momento transformar las cantidades en moles; por lo tanto el método que se emplea para efectuar los cálculos se conoce como el MÉTODO DEL MOL. En estas circunstancias los coeficientes estequiométricos (números que balancean la ecuación) juegan un papel de gran importancia, puesto que estos indican el número de moles de cada uno de lo9s compuestos que participan en una reacción. MÉTODO DEL MOL: El método del mol consta de los siguientes pasos: 1. Escriba las fórmulas correctas para todos los reactivos y productos y haga el balance de la ecuación resultante. 2. Convierta en moles las cantidades de algunas o de todas las sustancias conocidas (generalmente, los reactivos). 3. Utilice los coeficientes de la ecuación balanceada para calcular el número de moles de las cantidades buscadas o desconocidas (generalmente los productos) en el problema. 4. Utilizando los números calculados de moles y las masas molares convierta las cantidades desconocidas en las unidades que se requieran (generalmente en gramos). 5. Verifique que la respuesta sea razonable en términos físicos. El paso 1 es un requisito previo para cualquier cálculo estequiométrico. Se debe conocer la identidad de los reactivos y de los productos, y sus relaciones de masa deben considerar la ley de la conservación de la masa (es decir, se debe tener una ecuación balanceada). El paso 2 es el punto crítico para convertir los gramos (u otras unidades) de las sustancias en número de moles. Esta conversión permite analizar la reacción real sólo en términos de moles. Para completar el paso 3, es necesario balancear la ecuación, lo que ya se hizo en el paso 1. El punto clave aquí es que en una ecuación balanceada, los coeficientes indican la relación en la cual las moles de una sustancia reaccionan o forman moles de otra sustancia. El paso 4 es semejante al paso 2, excepto que ahora se refiere a las cantidades buscadas en el problema. El paso 5 con frecuencia se subestima, pero es muy importante. En Siguiente figura se muestran tres tipos de cálculos estequiométricos comunes. En la estequiometría se utiliza el símbolo , que significa "estequiométricamente equivalente a" o simplemente "equivalente a". Ejercicios: 1. Todos los metales alcalinos reaccionan con el agua para formar hidrógeno gaseoso y el hidróxido correspondiente. Una reacción común es la que ocurre entre el litio y el agua 2Li(s) + 2H2O(l) → 2LiOH(ac)+H2(g) Cálculos: a. Si la reacción se inicia con 6.23 moles de litio Calcular las moles de hidrógeno que se forman? b. Cuántos gramos de hidróxido se obtendrán si la reacción se inicia con 80.57 gramos de litio? 2. La reacción entre el óxido nítrico y el oxígeno para formar dióxido de nitrógeno es un paso determinante para la formación del smog fotoquímico. La reacción que representa el proceso es: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) Si se hacen reaccionar 0.254 moles de O2 Calcular a. Las moles de las moles de NO2 que se formarán b. los gramos de NO2 que se obtienen en la reacción 3. Los alimentos que se consumen a diario son desdoblados a través de los complicados procesos de la digestión, para formar los compuestos y la energía que requiere el organismo para crecer y realizar los distintos procesos como el crecimiento y demás funciones del organismo. Una ecuación muy general de estos procesos es la que representa la degradación de la glucosa a dióxido de carbono y agua. C6H12O6 + 6O2 →6CO2 + 6H2O Si una persona consume 856 gramos de glucosa (C6H12O6), ¿Cuál es la masa de CO2 que produce?