INSTITUCIÓN EDUCATIVA MUNICIPAL EL SOCORRO Guía No. 1 Grado Estudiante: Fecha: 10Materia: Química Tema: ESTEQUIOMETRIA Mg. XIMENA CAMPAÑA ESTEQUIOMETRIA EN REACCIONES QUÍMICAS Realiza cálculos cuantitativos en reacciones químicas, teniendo en cuenta los factores y leyes que las afectan Aplicando la ley de la conservación de la materia de Lavoisier se pueden realizar cálculos estequiométricos en las ecuaciones químicas. EVIDENCIA DE APRENDIZAJE: RECOMENDACIONES PARA REALIZAR LOS CÁLCULOS 1. La ecuación debe estar balanceada. 2. Los prefijos numerales que aparecen en la ecuación química indica el número de moles de cada compuesto (a menos que se indique lo contrario) 3. De la ecuación se extrae el FACTOR DE CONVERSIÓN, el cual relaciona 2 compuestos diferentes, que pueden estar ubicados en los reactivos, en los productos, o en ambos lados. EJEMPLO Dada la reacción: H3PO4 + Pb(OH)4 Pb3(PO4)4 + H2O Calcule el número de moles de ácido fosfórico necesario para formar 12 moles de fosfato plúmbico. SOLUCIÓN 1. Se balancea primero la ecuación 4H3PO4 + 3 Pb(OH)4 Pb3(PO4)4 + 12H2O 2. SE ENCUENTRA EL FACTOR DE CONVERSIÓN APORTADO POR LA ECUACIÓN: FACTOR: 4 moles de H3PO4 = 1 mol de Pb3(PO4)4 El factor además de tener las unidades de medida debe indicar la sustancia a la que corresponde (elemento o compuesto) Se podrán cancelar las unidades siempre y cuando pertenezcan a la misma sustancia 3. DATO: 12 moles de Pb3(PO4 )4 4. DATO X FACTOR 12 moles Pb3(PO4 )4 x 4 moles H3PO4 = 48 mol H3PO4 1 mol Pb3(PO4)4 De igual manera se pueden utilizar unidades de medida de masa o combinar varias. Utilizando la ecuación anterior, calcule el peso de hidróxido plúmbico utilizado para producir 130 moles de agua. La selección del factor depende de las sustancias nombradas en el enunciado del problema, teniendo en cuenta las cantidades que aparecen en la ecuación química 1º FACTOR: 3 moles Pb(OH)4 = 12 moles H2O (SE OBTIENE DE LA ECUACIÓN) Como la respuesta se la pide en gramos se debe obtener un segundo factor de conversión que permita convertir las moles de un compuesto en gramos del compuesto: 2º FACTOR: 1 mol de un compuesto = peso molecular del compuesto Peso molecular de Pb(OH)4 = 275 g 1 Mg. XIMENA CAMPAÑA Al utilizar éstos factores se obtiene la respuesta en gramos 130 moles H2O x 3 moles Pb(OH)4 x 275 g = 8937,5 g 12 moles H2O 1 mol R/ 8937,5 g de Hidróxido Plúmbico ACTIVIDAD 1. RESUELVA LOS SIGUIENTES PROBLEMAS, TENIENDO EN CUENTA LAS RECOMENDACIONES DADAS PARA ESTEQUIOMETRIA EN REACCIONES QUÍMICAS 1. Calcule las moles de oxígeno necesarias para producir 350 moles de gas carbónico. C14H30 2. + O2 CO2 + H2 O Halle el peso hidróxido cobaltoso gastado si reaccionan 18,6 lb de ácido HNO3 + Co(OH)2 Co(NO3)2 + H2O 3. Determine el peso de hidróxido bismútico producido a partir de 2950 g de oxido. Bi2O5 + H2O Bi(OH)5 4. 1 Kg de nonadecano vale $ 1800 pesos. Si se produjeron 350 Kg de monóxido de carbono, determine cuanto combustible se quemó y el costo del proceso. C19H40 + O2 CO + H2 O 5. Se cuenta con un capital de $ 380.000 para producir cloruro de potasio, si se compra el clorato de potasio a razón de $ 2700 por Kg, determine el peso de cloruro producido y las moles de oxígeno formadas. KClO3 KCl + O2 6. Calcule el peso de pentadecano quemado si se gastan 4500 g de oxígeno. C15H32 + O2 7. C + H2O Dada la reacción Zn + HCl ZnCl2 + H2 Calcule el peso de cloruro de zinc formado a partir de 2,3@ de Zn 8. Si se parte de 7,9 x 1026 moléculas de Hidróxido niquélico, calcule el peso de selenuro niquélico producido. H2Se 9. + Ni(OH)3 O2 CO Ni2Se3 + H2O Dada la reacción: C17H36 + + H2O Calcule: a. El peso de monóxido de carbono formado a partir de 9500 g de combustible b. El número de moles de oxígeno utilizados para que se quemen completamente 65 moles de heptadecano c. El peso de agua formada si se emplearon 1,2 @ de oxígeno 10. Se parte de la reacción: Au(OH)3 + H2SeO4 Au2(SeO4)3 + H2O Si se producen 58 Kg de sal, determine el costo empleado para comprar la base si se conoce que 1 lb cuesta $ 1320. Determine también el peso de ácido utilizado. 11. Calcule el peso de Sulfato de bario formado si se producen 5200 g de cloruro ferroso BaCl2 + Fe2(SO4)3 BaSO4 + FeCl2 12. Si se parte de 50 moles de hidrógeno, calcule la masa en gramos de amoniaco que se forma H2 + N2 NH3 2 Mg. XIMENA CAMPAÑA 13. Calcule el peso de óxido nítrico necesario para que reaccione en su totalidad 1300 Kg de agua. Halle el valor ganado en la venta del ácido nítrico, si se vende cada libra en $ 3700. H2O + N2O5 HNO3 14. A partir de la reacción: K2Cr2O7 + HI + H2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + I2 + H2O Si se utilizan 155 moles de dicromato de potasio (K2Cr2O7) A. Halle el peso de yodo producido B. Calcule el costo de venta del Sulfato de potasio producido, si por cada 250 g se cancelan $ 280 C. Halle el número de moles de ácido sulfúrico utilizado 15. Encuentre las moles de peryodato de potasio que se forman si se utilizan 7,5 libras de Yoduro crómico. CrI3 + KOH + Cl2 K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O REACTANTE LÍMITE En una reacción química no siempre se combinan los reactantes en las proporciones exactas que se indican en la ecuación balanceada, en algunas ocasiones uno de los reactantes se agota primero, debido a que se encuentra presente en menor proporción, por lo tanto la reacción se detiene y el otro reactante permanece como exceso. El reactante que está presente en la menor proporción se denomina REACTANTE LÍMITE, puesto que limita la cantidad de producto que puede ser obtenida. Los problemas en los cuales es necesario determinar el reactante límite son aquellos en los que se indica la cantidad de ambos reactivos. Antes de dar un ejemplo a través de una reacción química tomemos un ejemplo de la vida cotidiana: Se van a producir sanduches de jamón y queso, si se cuenta con los siguientes ingredientes: 3 Mg. XIMENA CAMPAÑA 40 tajadas de pan 20 tajadas de jamón 15 tajadas de queso Para formar un sanduche completo se necesitan 2 tajadas de pan, 1 tajada de jamón y 1 tajada de queso. Al formar los sanduches nos damos cuenta que solamente podemos formar 15 SANDUCHES COMPLETOS, el que determina la producción es el QUESO del cual solamente tenemos 15 tajadas, por lo tanto sobra pan y jamón, el queso es quien determina la producción y se acaba en su totalidad, por lo tanto sería el REACTANTE LÍMITE. POR EJEMPLO: Dada la reacción: 2H2 + O2 2H2O Determine el peso de agua que se forma si se hacen reaccionar 50 g de hidrógeno con 90 g de oxígeno. Según la ecuación por cada 4 g Hidrógeno se utilizan 32 g de oxígeno (ecuación balanceada) FACTOR: 4 g de H = 32 g de O Se debe encontrar primero cual de las dos sustancias representa el reactante límite DATO: 50 g de H x 32 g de O = 400 g de O 4 g de H Si se analiza el resultado anterior, para que reaccionen completamente los 50 g de hidrógeno se necesitan 400 g de oxígeno, pero solamente se tienen 90 g de oxígeno, por lo tanto el oxígeno se acaba primero, es el REACTANTE LÍMITE y es el que determina la producción de agua. No hay que olvidar que el reactante límite se gasta en su totalidad y se acaba primero FACTOR: 32 g de O = 36 g de H2O DATO: 90 g de O x 36 g de H2O = 101,25 g de H2O 32 g de O ACTIVIDAD 2: Resuelva los siguientes problemas 1. Se combinan 45 moles de nitrógeno con 60 moles de Hidrógeno, determine el peso de amoniaco formado N2 + 2. NH3 Si se hacen reaccionar 580 g de ácido sulfúrico con 600 g de Hidróxido de sodio, calcule las moles de sulfato sódico formado y determine cuál es el reactante límite NaOH + H2SO4 3. H2 Na2SO4 + H2O Reaccionan 400g de ácido yodhídrico con 400g de hidróxido de calcio y se producen 459,3 g de yoduro de calcio. HI + Ca(OH)2 CaI2 + H2O a. Determine cuál es el reactante límite b. Qué cantidad de cada reactivo se utilizó c. Calcule el peso de agua producido 4. Cuando reaccionan 4 lb de ácido piroarsénico con 3 lb de hidróxido férrico 4 Mg. XIMENA CAMPAÑA Fe(OH)3 + H4As2O7 a. b. c. d. 5. Fe4(As2O7)3 + H2O Calcule las libras de piroarsenato férrico formado Encuentre el peso de cada reactivo utilizado en la reacción Halle el compuesto que sobra y la cantidad que quedó sin utilizar Halle las moles de agua producidas Se conoce que 1lb de ácido sulfúrico vale $ 13.000 y 1 lb de hidróxido cobaltico vale $ 8.000, se necesita producir la sal, se tienen 27,2 lb de cada reactivo H2SO4 + Co(OH)3 Co2(SO4)3 + H2O a. Calcule el costo real de la producción de la sal b. Encuentre cuál es el reactante límite c. Halle la sustancia sobrante y la cantidad que sobró 5 Mg. XIMENA CAMPAÑA
