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Tema 2. Estequiometría
• Masas Atómicas
Escala del carbono 12
Masas atómicas relativas
• Concepto de mol
• Relaciones de masa de las fórmulas químicas
Composición centesimal
Fórmula empírica. Fórmula molecular
• Disoluciones. Unidades de concentración
Molaridad
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Fracción molar
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Ajuste de reacciones
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Unidad de masa atómica (uma) es la doceava parte de la masa
de un átomo de 12C
Peso atómico masa de un átomo expresado en uma
1 uma = 1.66 10-24 g
1H pesa 12 veces menos que 12C = 1 uma
16O = 16 umas
Masas atómicas
CaO + CO2CaCO3
CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O
Masas atómicas
Número de Avogadro (NA) es el número de átomos que hay en
12 g de C-12 y su valor es de 6.023 1023
Mol es la cantidad de cualquier sustancia que contiene tantas
unidades elementales como átomos de 12C hay en 12 g de 12C.
Es decir, es la cantidad de sustancia que contiene el NA de
átomos, moléculas, iones....
NA = 6.023x1023
Concepto de mol
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Concepto de mol
Concepto de mol
Un mol de cualquier sustancia es la cantidad en gramos que contiene el
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La masa (o peso) atómico del O es de 16 umas lo que significa que 1 átomo de
O tiene una masas de 16 umas y como ya se ha indicado 1 uma = 1.66x10-24 g
por tanto:
16 umas x
1.66x10-24 g
uma
= g que pesa 1 átomo de O
= 16 g/mol
¿Cuántos gramos pesa 1 mol de átomos de O?:
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mol
16 x 1.66 x 10-24 g
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Un mol de cualquier sustancia es la cantidad en gramos que contiene el
Número de Avogadro de esa sustancia:
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12.044x1023 átomos de H; 6.022x1023 átomos de S y 24.088x1023 átomos de O
La masa (o peso) molecular (M) es igual a la suma de las masas (en umas) de los
átomos de la fórmula de dicha sustancia:
M(H2SO4) = 2 M(H) + M(S) + 4 M(O) = 2(1.0 uma) + (32.0 uma) + 4(16.0uma) = 98.0 uma
Luego la masa de un mol de H2SO4 es 98 gramos (98 g/mol) = 1 mol de
moléculas de H2SO4 pesa 98 g y contiene 2(1.0 uma) = 2 umas de H= 2 g de
átomos de H; 32 g de átomos de S y 4 (16.0g/mol) = 64 g de átomos de O
H 1 uma = 1g/mol O 16 umas = 16 g/mol S 32 umas = 32 g/mol
Conversiones mol-gramo
Para convertir en moles (n) los gramos (m) de cualquier sustancia sólo
hay que dividir por la masa molecular (M) de dicha sustancia:
n =
m
M
¿Cuántos moles hay en 24.5 grs de ácido sulfúrico (H2SO4)?
Ya sabemos que el peso molecular es de 98 grs/mol, por lo que
24,5 grs de H2SO4 x
1 mol de H2SO4
98 grs de H2SO4
= 0.25 mol de H2SO4
Composición centesimal
Esta magnitud especifica los porcentajes en masa de cada uno de los
elementos presentes en un compuesto.
% elemento =
masa del elemento
masa total del compuesto
x 100
Ejemplo: H2SO4
Masa molecular = 98 grs
H : 2 mol x 1. grs/mol = 2 grs
O = 4 mol x 16 grs/mol = 64 grs
S = 1 mol x 32 grs/mol = 32 grs
% H =
2
98
x 100 = 2.04 % de H
% O =
64
98
x 100 = 65.3 % de O
% S =
32
98
x 100 = 32.65 % de S
Fórmula empírica
A partir de la composición de un compuesto (que puede obtenerse mediante
un analizador elemental), es posible deducir su fórmula más simple, o
fórmula empírica, que es una relación simple de números enteros entre los
átomos que lo componen.
Ejemplo: calcular la fórmula empírica para un compuesto que contiene 6.64
g de K, 8.84 g de Cr y 9.52 g de O.
6.64 grs de K x
1 mol de K
39.1 grs de K
= 0.170 mol de K
8.84 grs de Cr x
1 mol de Cr
52.0 grs de Cr
= 0.170 mol de Cr
9.52 grs de O x
1 mol de O
16.0 grs de O
= 0.595 mol de O
a) Se calcula el número de moles de cada elemento: b) Y se divide por el menor número de moles
/ 0.170 mol K
/ 0.170 mol K
/ 0.170 mol K
= 1 mol K /mol K
= 1 mol Cr /mol K
= 3.5 mol O /mol K
1 K : 1 Cr: 3.5 O 2 K: 2 Cr: 7 O K2Cr2O7
Fórmula molecular
La fórmula empírica no tiene necesariamente que coincidir con la fórmula
molecular. Por ejemplo, la fórmula empírica del benceno es CH, que no tiene
correspondencia con ninguna molécula real, mientras que su fórmula
molecular es C6H6.
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
C6H6“CH”
fórmula empírica fórmula molecular
Para poder calcular la fórmula molecular es preciso conocer la fórmula
empírica y la masa molecular de la sustancia, ya que la fórmula molecular
pesa n veces la fórmula empírica.
Ejemplo: la fórmula empírica de la glucosa es CH2O, y su masa molecular
es 180. Escribir su fórmula molecular.
n =
180 grs/mol glucosa
30 grs de CH2O
Fórmula molecular = (CH2O)n
Masa CH2O = 12 + 2 + 16 = 30,
= 6 (CH2O)6
C6H12O6
Disoluciones
Unidades de concentración:
· Molaridad
· Fracción molar
· Porcentaje en masa (ppm)
· Molalidad
Unidades de concentración
Una disolución es una mezcla homogénea de un soluto
(sustancia disuelta que está en menor proporción) distribuido en un
disolvente (sustancia que produce la disolución, está en mayor
proporción y determina el estado de agregación en el que se encuentra
la disolución).
Ag-Sn-HgAmalgama para dientes
Cu-ZnLatón amarillo
Disoluciones Sólidas
H2O, CO2, sacarosa, y otrosGaseosa
H2O y ácido acéticoVinagre
H2O, NaCl, y muchos otrosAgua de mar
Disoluciones Líquidas
CH4, C2H6Gas Natural
N2, O2, H2 y otrosAire
Disoluciones gaseosas
ComponentesDisolución
Disolvente (sustancia líquida que se
encuentra en mayor cantidad):
agua, etanol,…
Soluto (sustancia líquida, sólida o
gaseosa): NaCl, HCl,…
Disolución
Unidades de concentración
concentración
Relación entre la cantidad de
soluto y la de disolvente
= soluto +
disolvente
Disolvente
Soluto Disolución
Unidades de concentración
= soluto +
disolvente
Molaridad
M=
moles de soluto
litros de disolución
Volumen de disolvente = Volumen de disolución
Molalidad
m =
moles de soluto
Kg de disolvente
masa de disolvente ‡ masa de disolución
Masa de soluto + masa disolvente
Fracción molar:
XA =
moles de soluto A
moles disolución
Unidades de concentración
% en masa o composición centesimal
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masa de soluto
masa total de disolución
ppm =
masa de soluto
masa total de disolución
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Para disoluciones muy diluidas se utilizan:
ppm: partes por millón
ppb: partes por billón
ppt: partes por trillón
x 100
Disolvente (sustancia líquida que se
encuentra en mayor cantidad):
agua, etanol,…
Soluto (sustancia líquida, sólida o
gaseosa): NaCl, HCl,…
Disolución
Unidades de concentración
concentración
Relación entre la cantidad de
soluto y la de disolvente
= soluto +
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HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
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HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
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Disolución
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HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
Es el x % de
la disolución
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
HNO3
H2O
Escritura de ecuaciones químicas
nUna ecuación química debe contener:
CaO + CO2
•Todos los productos
∆
•Las condiciones de la reacción
CaCO3
•Todos los reactivos
•El estado físico de las sustancias
(s) (s) (g)
Ajuste de ecuaciones químicas
Las ecuaciones químicas deben estar ajustadas, de forma que se cumpla
la ley de conservación de la masa. Debe igualmente haber el mismo
número de átomos de cada elemento a ambos lados de la ecuación, en los
reactivos y en los productos.
CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O3 2 3
Relaciones de masa de las ecuaciones
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
- Los coeficientes de una ecuación química representan el número de
moléculas o el número de moles de reactivos y productos. Así, 4 moles de Fe
reaccionan con 3 moles de O2 para dar 2 moles de Fe2O3.
- Dichos coeficientes en una ecuación ajustada pueden emplearse como
factores de conversión para calcular la cantidad de producto formada o la de
reactivo consumida.
- Ejemplo: ¿Cuantos moles de Fe2O3 se producirán a a partir de…
4 moles de Fe? 2 moles de Fe? 8 moles de Fe? 1 mol de Fe?
2 1 4 0.5
2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3
1. ¿Cuántos moles de H2SO4 se necesitan para producir 8.0 moles de Al2(SO4)3?
Relaciones de masa de las ecuaciones
8 mol Al2(SO4)3 x
3 mol de H2SO4
1 mol Al2(SO4)3
= 24 mol de H2SO4
2. ¿Cuántos moles de H2O se obtendrán a partir de 156 g de Al(OH)3 ?
156 g Al(OH)3 x
1 mol Al(OH)3
78 g Al(OH)3
= 6 mol de H2O
6 mol de H2O
2 mol Al(OH)3
x
3. ¿Cuántos grs de Al(OH)3 reaccionarán con 59 g de H2SO4?
59 g H2SO4 x
1 mol H2SO4
98 g H2SO4
= 31 g Al(OH)3
2 mol Al(OH)3
3 mol H2SO4
x
2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3
78 g Al(OH)3
1 mol Al(OH)3
x
Relaciones de masa de las ecuaciones
Reactivo limitante
Al llevar a cabo una reacción química, los reactivos pueden estar o
no en la proporción exacta que determinan sus coeficientes
estequiométricos.
Si se parte de una mezcla de productos que no es la
estequiométrica, entonces el que se halla en menor cantidad se denomina
reactivo limitante, pues la reacción sólo tendrá lugar hasta que se consuma
éste, quedando el otro (u otros) reactivo en exceso.
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
Rendimiento Teórico
La cantidad máxima que puede obtenerse de un determinado
producto en una reacción química se denomina Rendimiento Teórico. Es una
cantidad que se calcula a partir de los coeficientes estequiométricos de una
ecuación química y de las cantidades de reactivos empleadas.
¿Cuál es el rendimiento teórico de sulfato de aluminio a partir de 39 grs de
hidróxido de aluminio?
2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3
39 g Al(OH)3 x
1 mol Al(OH)3
78 g Al(OH)3
= 85.5 g Al2(SO4)3
1 mol Al2(SO4)3
2 mol Al(OH)3
x
342 g Al2(SO4)3
1 mol Al2(SO4)3
x
Rendimiento Teórico
Rendimiento Teórico y Reactivo Limitante
¿Qué sucede si existe un reactivo limitante?
2Sb(g) + 3I2(s) → 2SbI3(s)
Si se hacen reaccionar 1.2 mol de Sb y 2.4 mol de I2, ¿cuál será el
rendimiento teórico?
1) Se calcula la cantidad de producto que se formaría a partir de cada
reactivo:
1.2 mol de Sb x
2 mol de SbI3
2 mol de Sb
= 1.2 mol de SbI3
2.4 mol de I2 x
2 mol de SbI3
3 mol de I2
= 1.6 mol de SbI3
REACTIVO LIMITANTE
2) Se calcula el rendimiento teórico a partir del reactivo limitante:
1.2 mol de Sb x
2 mol de SbI3
2 mol de Sb
1005 gr SbI3
1 mol de SbI3
x = 1206 g SbI3
Rendimiento experimental. Rendimiento porcentual
El Rendimiento Teórico es una cantidad máxima, que en muchas
ocasiones no se alcanza, pues las reacciones químicas no siempre se
completan. Por ello, la cantidad de producto obtenida experimentalmente
(esto es, medida tras realizar el experimento en el laboratorio) suele ser
menor que la calculada teóricamente. Por ello, se define el Rendimiento
Porcentual como el cociente entre la cantidad de producto obtenida
(rendimiento experimental) y el rendimiento teórico.
Rendimiento porcentual =
Rendimiento experimental
Rendimiento Teórico
x 100
Problema
Cuando la metil amina CH3NH2 se trata con ácido ocurre la siguiente reacción:
CH3NH2(ac) + H+
(ac) → CH3NH3
+
(ac)
Cuando 3 grs de metilamina reaccionan con 0.1 mol de H+, se producen 2.6 g de
CH3NH3
+. Calcular los rendimientos teóricos y porcentual.
a) Se determina en primer lugar el reactivo limitante y el rend. teórico:
3 g CH3NH2 x
1 mol CH3NH2
31 g CH3NH2
= 3.1 g CH3NH3
+
1 mol CH3NH3
+
1 mol CH3NH2
x
32 g CH3NH3
+
1 mol CH3NH3
+
x
0.1 mol H+ x
1 mol CH3NH3
+
1 mol H+
= 3.2 g CH3NH3
+x
32 g CH3NH3
+
1 mol CH3NH3
+
Rendimiento Teórico
b) Se calcula el rendimiento porcentual:
Rend. Porcentual =
Rend. experimental
Rend. Teórico
x 100 =
2.6
3.1
x 100 = 83.9 %
Número de Avogadro (NA) es el número de átomos que hay en
12 g de C-12 y su valor es de 6.023 1023
Mol es la cantidad de cualquier sustancia que contiene tantas
unidades elementales como átomos de 12C hay en 12 g de 12C.
Es decir, es la cantidad de sustancia que contiene el NA de
átomos, moléculas, iones....
12 g NA átomos de 12C
12 x 1.6 x 10-24 g 1 átomo de 12C
NA = 6.023x1023
Concepto de mol

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  • 1. Tema 2. Estequiometría • Masas Atómicas Escala del carbono 12 Masas atómicas relativas • Concepto de mol • Relaciones de masa de las fórmulas químicas Composición centesimal Fórmula empírica. Fórmula molecular • Disoluciones. Unidades de concentración Molaridad Molalidad Fracción molar Porcentaje en masa (ppm) • Relaciones de masa en las reacciones Ajuste de reacciones Relaciones de masa en las ecuaciones
  • 2. Unidad de masa atómica (uma) es la doceava parte de la masa de un átomo de 12C Peso atómico masa de un átomo expresado en uma 1 uma = 1.66 10-24 g 1H pesa 12 veces menos que 12C = 1 uma 16O = 16 umas Masas atómicas
  • 3. CaO + CO2CaCO3 CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O Masas atómicas
  • 4. Número de Avogadro (NA) es el número de átomos que hay en 12 g de C-12 y su valor es de 6.023 1023 Mol es la cantidad de cualquier sustancia que contiene tantas unidades elementales como átomos de 12C hay en 12 g de 12C. Es decir, es la cantidad de sustancia que contiene el NA de átomos, moléculas, iones.... NA = 6.023x1023 Concepto de mol
  • 6. Concepto de mol Un mol de cualquier sustancia es la cantidad en gramos que contiene el Número de Avogadro de esa sustancia La masa (o peso) atómico del O es de 16 umas lo que significa que 1 átomo de O tiene una masas de 16 umas y como ya se ha indicado 1 uma = 1.66x10-24 g por tanto: 16 umas x 1.66x10-24 g uma = g que pesa 1 átomo de O = 16 g/mol ¿Cuántos gramos pesa 1 mol de átomos de O?: 16 x 1.66 x 10-24 g/ átomo de O x 6.022x1023 átomos mol 16 x 1.66 x 10-24 g átomo de O x 1 uma = 1 g/mol
  • 7. Concepto de mol Un mol de cualquier sustancia es la cantidad en gramos que contiene el Número de Avogadro de esa sustancia: Un mol de He 6.022 x 1023 át de He Un mol de H2SO4 6.022x1023 moléculas de H2SO4 12.044x1023 átomos de H; 6.022x1023 átomos de S y 24.088x1023 átomos de O La masa (o peso) molecular (M) es igual a la suma de las masas (en umas) de los átomos de la fórmula de dicha sustancia: M(H2SO4) = 2 M(H) + M(S) + 4 M(O) = 2(1.0 uma) + (32.0 uma) + 4(16.0uma) = 98.0 uma Luego la masa de un mol de H2SO4 es 98 gramos (98 g/mol) = 1 mol de moléculas de H2SO4 pesa 98 g y contiene 2(1.0 uma) = 2 umas de H= 2 g de átomos de H; 32 g de átomos de S y 4 (16.0g/mol) = 64 g de átomos de O H 1 uma = 1g/mol O 16 umas = 16 g/mol S 32 umas = 32 g/mol
  • 8. Conversiones mol-gramo Para convertir en moles (n) los gramos (m) de cualquier sustancia sólo hay que dividir por la masa molecular (M) de dicha sustancia: n = m M ¿Cuántos moles hay en 24.5 grs de ácido sulfúrico (H2SO4)? Ya sabemos que el peso molecular es de 98 grs/mol, por lo que 24,5 grs de H2SO4 x 1 mol de H2SO4 98 grs de H2SO4 = 0.25 mol de H2SO4
  • 9. Composición centesimal Esta magnitud especifica los porcentajes en masa de cada uno de los elementos presentes en un compuesto. % elemento = masa del elemento masa total del compuesto x 100 Ejemplo: H2SO4 Masa molecular = 98 grs H : 2 mol x 1. grs/mol = 2 grs O = 4 mol x 16 grs/mol = 64 grs S = 1 mol x 32 grs/mol = 32 grs % H = 2 98 x 100 = 2.04 % de H % O = 64 98 x 100 = 65.3 % de O % S = 32 98 x 100 = 32.65 % de S
  • 10. Fórmula empírica A partir de la composición de un compuesto (que puede obtenerse mediante un analizador elemental), es posible deducir su fórmula más simple, o fórmula empírica, que es una relación simple de números enteros entre los átomos que lo componen. Ejemplo: calcular la fórmula empírica para un compuesto que contiene 6.64 g de K, 8.84 g de Cr y 9.52 g de O. 6.64 grs de K x 1 mol de K 39.1 grs de K = 0.170 mol de K 8.84 grs de Cr x 1 mol de Cr 52.0 grs de Cr = 0.170 mol de Cr 9.52 grs de O x 1 mol de O 16.0 grs de O = 0.595 mol de O a) Se calcula el número de moles de cada elemento: b) Y se divide por el menor número de moles / 0.170 mol K / 0.170 mol K / 0.170 mol K = 1 mol K /mol K = 1 mol Cr /mol K = 3.5 mol O /mol K 1 K : 1 Cr: 3.5 O 2 K: 2 Cr: 7 O K2Cr2O7
  • 11. Fórmula molecular La fórmula empírica no tiene necesariamente que coincidir con la fórmula molecular. Por ejemplo, la fórmula empírica del benceno es CH, que no tiene correspondencia con ninguna molécula real, mientras que su fórmula molecular es C6H6. C C C C C C H H H H H H C6H6“CH” fórmula empírica fórmula molecular Para poder calcular la fórmula molecular es preciso conocer la fórmula empírica y la masa molecular de la sustancia, ya que la fórmula molecular pesa n veces la fórmula empírica. Ejemplo: la fórmula empírica de la glucosa es CH2O, y su masa molecular es 180. Escribir su fórmula molecular. n = 180 grs/mol glucosa 30 grs de CH2O Fórmula molecular = (CH2O)n Masa CH2O = 12 + 2 + 16 = 30, = 6 (CH2O)6 C6H12O6
  • 12. Disoluciones Unidades de concentración: · Molaridad · Fracción molar · Porcentaje en masa (ppm) · Molalidad
  • 13. Unidades de concentración Una disolución es una mezcla homogénea de un soluto (sustancia disuelta que está en menor proporción) distribuido en un disolvente (sustancia que produce la disolución, está en mayor proporción y determina el estado de agregación en el que se encuentra la disolución). Ag-Sn-HgAmalgama para dientes Cu-ZnLatón amarillo Disoluciones Sólidas H2O, CO2, sacarosa, y otrosGaseosa H2O y ácido acéticoVinagre H2O, NaCl, y muchos otrosAgua de mar Disoluciones Líquidas CH4, C2H6Gas Natural N2, O2, H2 y otrosAire Disoluciones gaseosas ComponentesDisolución
  • 14. Disolvente (sustancia líquida que se encuentra en mayor cantidad): agua, etanol,… Soluto (sustancia líquida, sólida o gaseosa): NaCl, HCl,… Disolución Unidades de concentración concentración Relación entre la cantidad de soluto y la de disolvente = soluto + disolvente
  • 15. Disolvente Soluto Disolución Unidades de concentración = soluto + disolvente Molaridad M= moles de soluto litros de disolución Volumen de disolvente = Volumen de disolución Molalidad m = moles de soluto Kg de disolvente masa de disolvente ‡ masa de disolución Masa de soluto + masa disolvente Fracción molar: XA = moles de soluto A moles disolución
  • 16. Unidades de concentración % en masa o composición centesimal % masa = masa de soluto masa total de disolución ppm = masa de soluto masa total de disolución x 106 = % masa x 104 Para disoluciones muy diluidas se utilizan: ppm: partes por millón ppb: partes por billón ppt: partes por trillón x 100
  • 17. Disolvente (sustancia líquida que se encuentra en mayor cantidad): agua, etanol,… Soluto (sustancia líquida, sólida o gaseosa): NaCl, HCl,… Disolución Unidades de concentración concentración Relación entre la cantidad de soluto y la de disolvente = soluto + disolvente
  • 18. HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 concentrado = HNO3+ impurezas + agua Disolución Unidades de concentración HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 Es el x % de la disolución HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 H2O
  • 19. Escritura de ecuaciones químicas nUna ecuación química debe contener: CaO + CO2 •Todos los productos ∆ •Las condiciones de la reacción CaCO3 •Todos los reactivos •El estado físico de las sustancias (s) (s) (g)
  • 20. Ajuste de ecuaciones químicas Las ecuaciones químicas deben estar ajustadas, de forma que se cumpla la ley de conservación de la masa. Debe igualmente haber el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la ecuación, en los reactivos y en los productos. CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O3 2 3
  • 21. Relaciones de masa de las ecuaciones 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 - Los coeficientes de una ecuación química representan el número de moléculas o el número de moles de reactivos y productos. Así, 4 moles de Fe reaccionan con 3 moles de O2 para dar 2 moles de Fe2O3. - Dichos coeficientes en una ecuación ajustada pueden emplearse como factores de conversión para calcular la cantidad de producto formada o la de reactivo consumida. - Ejemplo: ¿Cuantos moles de Fe2O3 se producirán a a partir de… 4 moles de Fe? 2 moles de Fe? 8 moles de Fe? 1 mol de Fe? 2 1 4 0.5
  • 22. 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3 1. ¿Cuántos moles de H2SO4 se necesitan para producir 8.0 moles de Al2(SO4)3? Relaciones de masa de las ecuaciones 8 mol Al2(SO4)3 x 3 mol de H2SO4 1 mol Al2(SO4)3 = 24 mol de H2SO4 2. ¿Cuántos moles de H2O se obtendrán a partir de 156 g de Al(OH)3 ? 156 g Al(OH)3 x 1 mol Al(OH)3 78 g Al(OH)3 = 6 mol de H2O 6 mol de H2O 2 mol Al(OH)3 x
  • 23. 3. ¿Cuántos grs de Al(OH)3 reaccionarán con 59 g de H2SO4? 59 g H2SO4 x 1 mol H2SO4 98 g H2SO4 = 31 g Al(OH)3 2 mol Al(OH)3 3 mol H2SO4 x 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3 78 g Al(OH)3 1 mol Al(OH)3 x Relaciones de masa de las ecuaciones
  • 24. Reactivo limitante Al llevar a cabo una reacción química, los reactivos pueden estar o no en la proporción exacta que determinan sus coeficientes estequiométricos. Si se parte de una mezcla de productos que no es la estequiométrica, entonces el que se halla en menor cantidad se denomina reactivo limitante, pues la reacción sólo tendrá lugar hasta que se consuma éste, quedando el otro (u otros) reactivo en exceso. 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
  • 25. Rendimiento Teórico La cantidad máxima que puede obtenerse de un determinado producto en una reacción química se denomina Rendimiento Teórico. Es una cantidad que se calcula a partir de los coeficientes estequiométricos de una ecuación química y de las cantidades de reactivos empleadas. ¿Cuál es el rendimiento teórico de sulfato de aluminio a partir de 39 grs de hidróxido de aluminio? 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3 39 g Al(OH)3 x 1 mol Al(OH)3 78 g Al(OH)3 = 85.5 g Al2(SO4)3 1 mol Al2(SO4)3 2 mol Al(OH)3 x 342 g Al2(SO4)3 1 mol Al2(SO4)3 x Rendimiento Teórico
  • 26. Rendimiento Teórico y Reactivo Limitante ¿Qué sucede si existe un reactivo limitante? 2Sb(g) + 3I2(s) → 2SbI3(s) Si se hacen reaccionar 1.2 mol de Sb y 2.4 mol de I2, ¿cuál será el rendimiento teórico? 1) Se calcula la cantidad de producto que se formaría a partir de cada reactivo: 1.2 mol de Sb x 2 mol de SbI3 2 mol de Sb = 1.2 mol de SbI3 2.4 mol de I2 x 2 mol de SbI3 3 mol de I2 = 1.6 mol de SbI3 REACTIVO LIMITANTE 2) Se calcula el rendimiento teórico a partir del reactivo limitante: 1.2 mol de Sb x 2 mol de SbI3 2 mol de Sb 1005 gr SbI3 1 mol de SbI3 x = 1206 g SbI3
  • 27. Rendimiento experimental. Rendimiento porcentual El Rendimiento Teórico es una cantidad máxima, que en muchas ocasiones no se alcanza, pues las reacciones químicas no siempre se completan. Por ello, la cantidad de producto obtenida experimentalmente (esto es, medida tras realizar el experimento en el laboratorio) suele ser menor que la calculada teóricamente. Por ello, se define el Rendimiento Porcentual como el cociente entre la cantidad de producto obtenida (rendimiento experimental) y el rendimiento teórico. Rendimiento porcentual = Rendimiento experimental Rendimiento Teórico x 100
  • 28. Problema Cuando la metil amina CH3NH2 se trata con ácido ocurre la siguiente reacción: CH3NH2(ac) + H+ (ac) → CH3NH3 + (ac) Cuando 3 grs de metilamina reaccionan con 0.1 mol de H+, se producen 2.6 g de CH3NH3 +. Calcular los rendimientos teóricos y porcentual. a) Se determina en primer lugar el reactivo limitante y el rend. teórico: 3 g CH3NH2 x 1 mol CH3NH2 31 g CH3NH2 = 3.1 g CH3NH3 + 1 mol CH3NH3 + 1 mol CH3NH2 x 32 g CH3NH3 + 1 mol CH3NH3 + x 0.1 mol H+ x 1 mol CH3NH3 + 1 mol H+ = 3.2 g CH3NH3 +x 32 g CH3NH3 + 1 mol CH3NH3 + Rendimiento Teórico b) Se calcula el rendimiento porcentual: Rend. Porcentual = Rend. experimental Rend. Teórico x 100 = 2.6 3.1 x 100 = 83.9 %
  • 29. Número de Avogadro (NA) es el número de átomos que hay en 12 g de C-12 y su valor es de 6.023 1023 Mol es la cantidad de cualquier sustancia que contiene tantas unidades elementales como átomos de 12C hay en 12 g de 12C. Es decir, es la cantidad de sustancia que contiene el NA de átomos, moléculas, iones.... 12 g NA átomos de 12C 12 x 1.6 x 10-24 g 1 átomo de 12C NA = 6.023x1023 Concepto de mol