Este documento explica los conceptos fundamentales de la estequiometria química, incluyendo cómo balancear ecuaciones químicas, calcular factores de conversión, determinar las relaciones de masa en las ecuaciones químicas y calcular el rendimiento de las reacciones. También proporciona un modelo de tres pasos para resolver problemas estequiométricos que involucra convertir sustancias dadas a moles, convertir moles de sustancias dadas a moles de sustancias deseadas, y convertir moles de sustancias deseadas a

1. Estequiometria de las reacciones Químicas
La estequiometria se refiere a las cantidades de reaccionantes y productos
comprendidos en las reacciones químicas . Para una reacción hipotética ,
A + B  C + D , surgen preguntas como estas : ¿Cuánto se necesita de A
para que reaccione con x gramos de B ? ¿Cuánto se producirá de C en la
reacción de A con x gramos de B ?¿Cuánto se producirá de D junto con y
gramos de C? Las cantidades químicas , es decir , el "cuanto" de las preguntas
anteriores se pueden medir de diferentes maneras . Los sólidos generalmente
se miden en gramos , los líquidos en mililitros y los gases en litros . Todas
estas unidades de cantidad se pueden expresar también en otra unidad , el mol
.
La ecuación química balanceada es una ecuación algebraica con todos los
reaccionantes en el primer miembro y todos los productos en el segundo
miembro ; por esta razón , el signo igual algunas veces se reemplaza por una
flecha que muestra el sentido hacia la derecha de la ecuación . Si tiene lugar
también la reacción inversa , se utiliza la doble flecha de las ecuaciones en
equilibrio . Nosotros usaremos la flecha para indicar una ecuación sin
balancear y el signo igual para una ecuación balanceada o igualada.
LA ECUACION QUÍMICA
Cada problema de Estequiometria se basa en una ecuación química y su
interpretación se hace en términos de moles. Los números relativos de mole-
-culas de los reaccionantes y de los productos están indicados por los
coeficientes de las formulas que representan estas moléculas. Veamos como se
adquiere y como se presenta esta información. Es posible determinar en el
laboratorio que, cuando se calienta sulfuro ferroso en oxigeno gaseoso, los
productos de la reacción son oxido férrico y anhídrido sulfuroso gaseoso .
Podemos representar esta información como sigue:
Sulfuro ferroso +Oxigeno (gas)Oxido férrico anhídrido sulfuroso (gas)
Por análisis químico podemos determinar la formula para todos los materiales
iniciales (reactivos) y para los productos . Colocando esta información en la
ecuación anterior, tenemos: FeS + O2  Fe2 O3 + SO2 ( Ecuación fundamental )
En esta ecuación fundamental, sin balancear, se expresan cuales son los
reactivos, los productos y la composición de cada uno de estos Esta ecuación
Balanceada , esto es , puede escribirse en tal forma que nos diga precisamente
,que cantidad de cada sustancia participa en la reacción . La teoría atómica
proporciona la justificación por dicho balanceo ; esta dice que los átomos no
pueden crearse ni destruirse, durante las reacciones químicas .Esto significa
que debe existir el mismo numero de átomos de cada elemento presente, al
comienzo y al final de la reacción . El método de balanceo o ajuste , consiste
en anteponer los coeficientes apropiados a la formula de cada sustancia de tal

2. manera que resulte una reacción final en la que se alcanza la igualdad de
átomos , para las ecuaciones sencillas esto se puede hacer por tanteo o por el
uso de coeficientes indeterminados ; para las ecuaciones mas complicadas se
emplean métodos especiales, tal es el caso de las ecuaciones de oxidación
-reducción. La ecuación fundamental con que comenzamos queda
balanceada en la siguiente forma :
4FeS + 7 O2 = 2Fe2 O3 + 4SO2
4 moléculas 7 moléculas 2 moléculas 4 moléculas
Obsérvese que los coeficientes algebraicos 4, 7, 2 y 4 indican que 4 molecu-
-las de FeS reaccionan con 7 moléculas de O2 para formar 2 moléculas de
Fe2 O3 y 4 moléculas de SO2 .
Átomos presentes en los reactivos Átomos presentes en los productos
Fe : 4 ( en FeS ) Fe : 4 ( en Fe2 O3 )
S : 4 ( en FeS ) S : 4 ( en SO2 )
O : 14 ( en O2 ) O : 14 ( en SO2 y Fe2 O3)
Si usamos en términos MOLECULARES se puede interpretar así:
4 moléculas de FeS + 7 moléculas de O2 = 2 moléculas de Fe2 O3 + 4 moléculas de SO2
FACTORES QUIMICOS DE CONVERSION
La razón de dos cantidades cualesquiera en la ecuación balanceada nos da el
factor químico de conversión, que permite pasar de las moléculas de una
sustancia al número equivalente de moléculas de la otra sustancia implicada
en la reaccion. A partir de la reaccion balanceada 4FeS + 7 O2 = 2Fe2 O3 + 4SO2
Podemos escribir los siguientes factores químicos de conversión:
4 moleculas FeS 4moleculas FeS 7moleculas O2 ____
7moleculas O2 2moleculasFe2 O3 4moleculas SO2
Las moléculas no son unidades practicas para trabajos de laboratorio y por
tanto se usa otra unidad que se relacione con las unidades practicas , como el
gramo . Esta unidad es el mol . Cuando se trata de trabajos en la Industria se
usa en Kilos o Libras la ecuación de la reacción.
De la misma manera como las formulas pueden interpretarse directamente
en términos de moles o de moléculas, así las ecuaciones también pueden
interpretarse directamente tanto en términos de moles como de moléculas.
Para demostrar esto, multipliquemos cada termino en ambos miembros de la
ecuación en discusión por el numero de Avogadro, 6,02 x 1023 , Esto no altera
la igualdad. La ecuación resultante es:
4(6,02x1023)FeS+7(6,02x1023)O2 = 2(6,02x1023)Fe2O3+ 4(6,02x1023) SO2
Observe que 6,02 x 1023 moléculas de una sustancia son exactamente 1 mol
de esa sustancia. Así podemos sustituir este número (numero de Avogadro)
por su equivalente en moles y la ecuación se convierte en:
4 moles FeS + 7 moles O2 = 2 moles Fe2 O3 + 4 moles SO2

3. Siguiendo un razonamiento similar al que usamos con las moléculas ,
podemos obtener factores químicos en términos de moles . Así tenemos los
siguientes factores de conversión:
4 moles FeS ; 7moles O2 4moles FeS
7 moles O2 4 moles SO2 2 moles Fe2O3
RELACIONES EN PESO OBTENIDAS EN LAS ECUACIONES
Existe una Ley llamada ley de la composición definida que establece que
cuando las sustancias reaccionan para formar compuestos lo hacen en
relaciones definidas de MASAS. Por eje : la ecuación química (peso
molecular de FeS = 87,91 ; O2 = 32 ; Fe2 O3 = 159,69; SO2 = 64,46 )
4FeS + 7 O2 = 2Fe2 O3 + 4SO2
4 moles + 7 moles = 2 moles + 4 moles
4 x 87,905g + 7 x 32 g = 2 x 159,69 g + 4 x 64,06 g
351,62 + 224,00 = 319,38 + 256,24
575,62 = 575,62
RENDIMIENTO DE LAS REACCIONES
En la práctica, las reacciones químicas NO siempre dan la cantidad de
producto calculado teóricamente. El rendimiento de una reaccion es la
relación entre la cantidad de producto obtenido y la cantidad de producto
esperado según la ecuación estequiometrica
, gramos de producto
% rendimiento, obtenido experimentalmente x100 = rendimiento actual x100
,gramos de pducto teórico rendimiento teórico
Generalmente, para obtener un mejor rendimiento se usa un exceso de un
reaccionante, esperando que el otro reaccionante se convierta totalmente en
producto.
RESUMEN
Una vez establecida la ecuación química de un proceso, se puede seguir un
modelo simple, para la solución de todos los problemas estequiometricos,
que consiste en tres (3) pasos:
1 ) Convertir la sustancia dada en moles
2 )Convertir los moles, de las sustancias dadas, a moles de las sustancias que
se desean
3)Convertir los moles, de las sustancias deseadas, a las unidades de cantidad
requeridas
F.C.C. Docente