Este documento presenta información sobre la reacción química de la urea y el metanol, incluyendo sus ecuaciones, factores estequiométricos y cálculos relacionados. Explica cómo balancear reacciones químicas y realizar cálculos de masa, mol y conversión entre reactantes y productos usando factores estequiométricos. También discute la ley de conservación de la masa.

1. Unidad III: Interconversión masa, mol. Reacciones Químicas.
Profesor Wilmer Nieto: Introducción a la Química.
1.- La urea [(NH2)2CO] es un producto utilizado en la síntesis orgánica,
como fertilizantes y alimentos para ganado, en la preparación de plásticos,
entre otros. La reacción química de tipo doble desplazamiento se realiza de
la siguiente manera:
34 g 44 g 60 g 18 g
a) f.e 17 g/mol 44 g/mol 60 g/mol 18 g/mol
2 mol 1mol 1 mol 1 mol
2 NH3 (g) + 1 CO2 (g) 1 (NH2)2CO (ac) + 1 H2O (l)
Determine:
a.- Balancee la reacción y calcule los factores estequiométricos (f.e).
b.- Cuántos mg de urea se forman al reaccionar 10 mol de NH3.
c.- Cuántos mol de CO2 reaccionan para formar 1500 g de H2O.
d.- Cuántas Lbm de NH3 reaccionan para formar 25 mol de urea.
e.- Cuántos mol de H2O se forman a partir de 15 mol de CO2.
f.- Cuántos g de urea se forman al reaccionar 1200 g de NH3.
g.- Cuántos kg de H2O se forman a partir de 1800 g de CO2.
Análisis previos de los cálculos de la información en la parte superior a
considerar para la construcción del conocimiento sobre interconversión de
masa y mol (revisar unidad II) para completar las ideas preliminares del
caso de aplicación a la calidad y el ambiente presentado.
- Lo primero que se debe realizar es balancear la reacción química, este
procedimiento es conocido como balanceo por tanteo y consiste en colocar

2. un número apropiado en cada uno (1) de los reactantes o reactivos (lado
izquierdo de la reacción) así como también en los productos (lado derecho
de la reacción), en tal caso el orden es el siguiente; primero se balancean
los elementos metálicos (ver tabla periódica), seguidamente los no metales,
después el hidrógeno (H), posteriormente el oxígeno (O) y finalmente el
elemento que este solo, es decir, si alguno de los antes mencionados esta
solo como elemento o molécula diatómica será el último en balancearse.
- En caso contrario que no se puede balancear de la forma anterior, se
puede colocar el número cuatro (4) y algún múltiplo de este como (8,12, 16,
20, 24…) hasta llegar al balanceo a nivel de los átomos de cada especie, en
tal sentido se busca el compuesto (molécula) que tenga mayor elementos
(según la tabla periódica) y mayor suma de los subíndices, en el ejemplo 1
la urea es la que tiene más elementos (N, H, C y O) y la suma los subíndices
es 8. Si cada coeficiente (mol) es simplificable realizar para agilizar en los
cálculos posteriores.
- La reacción presentada se lee (2) mol de amoníaco (NH3) reacciona con
un (1) mol dióxido de carbono, también se puede nombrar como anhídrido
carbónico o óxido de carbono (IV); ambos estado gaseoso (g), para formar 1
mol de urea (NH2)2CO en medio acuoso (ac) y un (1) mol de agua (H2O) en
estado de agregación de la materia líquido (l), a su vez estos representan los
factores estequiométricos (f.e) que se originan del balanceo a nivel del mol,
luego la MA se coloca para visualizar el cálculo en relación de la masa (g) de
cada especie.
En tal sentido, al multiplicar cada mol por la masa atómica (MA) queda la
masa de cada participante, luego la suma de las masas de los reactivos (NH3
y CO2) es 78 g y los productos (urea y agua) es 78 g, en tal caso se cumple
la Ley de Conservación de la masa (Antonio Lavoisier, 1789), quien
postula que “la materia no se crea ni se destruye, solamente se transforma”;
en síntesis durante “una reacción química la masa total de las sustancias

3. reaccionantes, es igual a la masa total de las sustancias resultantes o
productos” (Caballero, 2007; p.138).
Nota: “la forma de trabajo que se muestra es de la autoría intelectual del
Ing. Hernán Hernández (docente jubilado IUETAEB), Lic. Carlos Medina
(docente activo UPTAEB), con sus aportes Profesor Wilmer Nieto (docente
activo UPTAEB), así como de todos los docentes del PNFSCA-UPTAEB
área de química.
- Una vez verificado el cumplimiento de la Ley y establecidos los factores
estequiométricos, se puede realizar cualquier relación entre los reactantes y
los productos, viceversa, entre ellos, es decir, la (interconversión), tal cual
como se presenta a continuación:
X lo que quiero = lo que tengo x f.e
b) X mg (NH2)2CO = 10 mol NH3 x x
 600000 mg (NH2)2CO  6 x mg (NH2)2CO 
c) X mol de CO2 = 1500 g H2O x  83,33 mol CO2 
d) X Lbm NH3 = 25 mol (NH2)2CO x x
 1,8739 Lbm NH3 
e) X mol H2O = 15 mol CO2 x  15 mol H2O 
f) X g (NH2)2CO = 1200 g NH3 x  2117,65 g (NH2)2CO 
g) X kg H2O = 1800 g CO2 x x  0,7364 kg H2O 

4. 2.- Para el metanol (CH3OH) actualmente empleado como combustible de
motores, se quema en el aire de acuerdo con la siguiente reacción:
64 g 160 g 96 g 88 g 160 g 72 g
a) f.e 2 mol 3 mol 2 mol 4 mol
2 CH3OH (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 4 H2O (l)
Determine:
a) Balancee la reacción planteada y calcule los f.e.
b) Cuántos g de CO2 se forman a partir de 2500 g de metanol.
c) Cuántos mol de O2 reaccionan para formar 30 mol de H2O.
d) Cuántos g de metanol reaccionan con 20000 mg de O2.
e) Cuántos mol de CO2 se forman a partir de 2,5 Lbm de O2.
f) Cuántos kg de CO2 se forman a partir de 1800 g de metanol.
X lo que quiero = lo que tengo x f.e
Observación: Hasta aquí en la unidad II y unidad III, se han establecidos
relaciones dos (2) términos o definiciones (f.c y f.e), es decir, no se emplea
fórmulas matemáticas como aparecen en la mayorías de textos y material de
Web, por consiguiente la unidad IV, se hacen mejores detalles al respecto.
b) X g CO2 = 2500 g CH3OH x  3437,5 g CO2 
c) X mol O2 = 30 mol H2O x  22,5 mol O2 
d) X g CH3OH = 20000 mg O2 x x
 13,33 g CH3OH 

5. e) X mol CO2 = 2,5 Lbm O2 x x  23,63 mol CO2 
f) X kg CO2 = 1800 g CH3OH x x  2,7 kg CO2 
REFERENCIAS
Caballero, A. (2007). Notas, ejercicios y problemas de Química General.
2a.ed. Venezuela: Editorial Horizonte, C.A.
Chang, R. (2007). Química. 9a.ed. México: McGraw-Hill Interamericana.
Frase de reflexión: “La vida es una reacción química que sólo requiere
de equilibrio”. (Priyavrat Gupta).