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CÁLCULOS QUÍMICOS
La Estequiometria: Se refiere a las relaciones de masa y mol emtre las sustancias que intervienen en una reacción Química.
El Significado de las ecuaciones químicas
La ecuación Química: Proporciona una descripción clara, concisa y cualitativa de una reacción química. Además de esto, tiene también un significado cuantitativo, es decir, hay una relación entre las cantidades de los reaccionantes y productos que se pueden obtener directamente de la ecuación balanceada.
Cálculos Masa - Masa
Cálculos Mol - Mol
Cálculos Mol - Masa
Hay varios métodos paa resolver este tipo de problemas en los cuales se utilizan las masas de ls sustancias reactivas y las de los productos.
Método del Factor Molar: Se basa en la relación del número de moles entre dos sustancias que participan en una reacción química.
Método de las proporciones: Se fundamenta en la relación de la cantidad en gramos de las sustancias que intervienen en una reacción.
Cálculos con Reactivo Límite
Generalmente en el laboratorio es dificil tomar las cantidades precisas de cada uno de los reactivos para las diversas experiencias, ocasionando el exceso de uno de los reactivos. Los cálculos para determinar la cantidad del producto esperado se realiza teniendo en cuenta la sustancia que se consume en forma total o reactivo límite.
Ejecicio de ejemplo: Se hacen reaccionar 85g de Na2CO3 con 53 g de HCl para generar H2O + NaCl y CO2; Determinar la masa y moles de NaCl que se produciría.
Ecuación: Na2CO3 +HCl ------------- H2O +NaCl + CO2
Nota: Los subindices son los números de color negro y los coeficientes para balancear son los de rojo.
Solución:
1. Balancear la ecuación=.......... ..........................Na2CO3 + 2HCl ------------- H2O + 2NaCl + CO2
2. Determinar los valores dados en el enunciado 85g de Na2CO3 y 53g de HCl; determinar gramos de NaCl
3. Determinar las masas moleculares de las sustancias que permiten los cálculos. tener en cuenta los coeficientes estequiométricos.
Na2CO3 = 106 g
2HCl = 72.906g
2NaCl = 116.906g
4. Determinar el Reactivo Límite.
Se toma uno delos 2 valores dadosen el enunciado: 85g ó 53g respectivamente de las sustancias mencionadas, y usando el método del factor unitario deduzco el Reactivo que está en menor proporción.
85g Na2CO3 x 72.906g HCl h = 58.46 g de HCl (Interpretación para que se consuman totalmente 85 g Na2CO3 h hhuhuhuhuhuhuh 106g Na2CO3 .................................se necesitan 58.46g de HCl, y según el enunciado hay 53g de ....................................................................................HCl ósea el reactivo se encuentra en menor proporción al ....................................................................................necesario en la reacción, tenemos al Reactivo Limite).
5. Calculamos la incognita usando el valor dado para el Reactivo Limite.
53g HCl ......x 116.906g NaCl h = 84.99g NaCl x 1 mol de NaCl = 1.45 mol de NaCltalmente 85 g Na2CO3 h hhuhuhuhuhuhuh72.906g HCl.............Masa.....................58.453 g NaCl ........moles
Ejercicio de ejemplo: Dados 5 gramos de Óxido Iodico y 7 gramos de CO, calcular el número de gramos de I2, producidos por la siguiente reacción.
I2O5 + CO ----------------------------------I2 + CO2
1. Balancear la ecuación= .............................I2O5 + 5CO -------------------I2 + 5CO2
2. Determinar los valores dados en el enunciado 5 gramos de Óxido Iodico y 7 gramos de CO, calcular el número de gramos de I2.
3. Determinar las masas moleculares de las sustancias que permiten los cálculos. tener en cuenta los coeficientes estequiométricos.
I2O5 = 334 g
5CO = 140g
I2 = 254g
4. Determinar el Reactivo Límite.
Se toma uno delos 2 valores dadosen el enunciado: 5g ó 7g respectivamente de las sustancias mencionadas, y usando el método del factor unitario deduzco el Reactivo que está en menor proporción.
5g I2O5 x 140g CO = = 2.1g CO .46 g de HCl(Interpretación para que se consuman totalmente 5 g I2O5 hhuhuhuhuhuh.334g I2O5 ...........................................se necesitan 2.1g de CO, y según el enunciado hay 7g de .................................................................................... CO está en exceso, ósea el reactivo que se encuentra en menor ......................................................................................proporción es el I2O5, tenemos al Reactivo Limite).
5. Calculamos la incognita usando el valor dado para el Reactivo Limite.
5g I2O5 ......x 254g I2 h = 3.8g I2 .h ............................................................................................. .......hhuhuhuhuhuhuh334g I2O5 .............Masa.........................
Porcentaje de Rendimiento y pureza
La cantidad de producto que se obtiene en una reacción quimica generalmente es menor que la cantidad de producto calculado a partir de las relaciones estequiometricas. El menor rendimiento puede deberse a diferentes causas. por ejemplo, alguno de los reactivos no alcanza a reaccionar completamente, cantidad de calor insuficiente, reacciones laterales con diferentes productos o algo de los productos que reaccionan para formar de nuevo los reactivos. En cualquier caso se obtiene de la reacción menos producto que el esperado por los cálculos. El porcentaje de rendimiento se define:
Ejercicio: Se hacen reaccionar 36 g NH3 con O2 para producir NO y H2O. en el laboratorio de dicha práctica se obtuvieron realmente 50.82 g de NO. calcular la cantidad de gramos de NO que se obtendrían teoricamente para determinar el % de Rendimiento y pureza.
NH3 + O2 ----------------------- NO + H2O
1. Balancear la ecuación= .............................4NH3 + 5O2 ----------------------- 4NO + 6H2O
2. Determinar los valores dados en el enunciado 36 gramos de NH3, calcular el número de gramos de NO.
3. Determinar las masas moleculares de las sustancias que permiten los cálculos. tener en cuenta los coeficientes estequiométricos.
4NH3 = 68 g
4NO = 120 g
4. Calculamos la producción teórica.
36g NH3 ......x 120gNO h = 63.53g NO .h ............................................................................................. .......hhuhuhuhuhuhh3368 g I2O5 .............Masa.......
5. % Rendimiento = Producción real x 100 = 50.82g de NO x 100 = 80% .............................................................. ................................. producción Teórica.........63.53g NO .
Ejercicio de ejemplo:
Se hacen reaccionar 61 g de Na2CO3 con exceso de hidroxido de calcio, se obtiene 43.2 de carbonato de calcio. Cúal es el % de Rendimiento y pureza?
Na2CO3 + Ca(OH)2 ------------------------ CaCO3 + NaOH
1. Balancear la ecuación = .............................Na2CO3 + Ca(OH)2 ------------------------ CaCO3 + 2NaOH
2. Determinar los valores dados en el enunciado 61 gramos de Na2CO3, calcular el número de gramos de CaCO3.
3. Determinar las masas moleculares de las sustancias que permiten los cálculos. tener en cuenta los coeficientes estequiométricos.
Na2CO3 = 106 g
CaCO3 = 100 g
4. Calculamos la producción teórica.
61g Na2CO3....x 100gCaCO3 h = 57.55g CaCO3 .h ............................................................................................. .......hhuhuhuhuhuhh3106 g Na2CO3 .............Teórica.......
% Rendimiento = Producción real x 100 = 43.2g CaCO3 x 100 = 75.07% .............................................................. ...............................producción Teórica...........57.55g CaCO3
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