Conceptos previos de paso a mol y viceversa en el caso de sólidos, gases y disolución. Reacciones sencillas paso a paso hasta la obtenición de productos. Estequiometría de una reacción

1. Reacción
Química
Problemas sencillos
Profesor
Juan Sanmartín

2. Conceptos previos
Transformaciones a mol y
viceversa
Reacción Química

3. Reacción Química
Calcula el número de moles que hay en 300 g. de Ta2O5.
(O)M5(Ta)M2MM atatOTa 52

mol
g16,05
mol
g181,02  mol
g442,0
52
52
52
OTa
OTa
OTa
MM
m
n 
mol
g442,0
g300
 moles0,68
Calcula el número de moles que hay en 1050 g. de Pb(OH)4.
   (H)M(O)M4(Pb)MMM atatatOHPb 4
 




 
mol
g1,0
mol
g16,04
mol
g2,072
  mol
g2,752MM 4OHPb   
 
3
4
4
HNO
OHPb
OHPb
MM
m
n  moles81,3
mol
g2,752
g1050


4. Reacción Química
Calcula los gramos que hay en 4 moles de O7Cl2.
(Cl)M2(O)M7MM atatClO 27

mol
g183,0
mol
g35,52
mol
g16,07 
27
27
27
ClO
ClO
ClO
MM
m
n  272727 ClOClOClO MMnm  g732
mol
g183,0moles4 
Calcula los gramos que hay en 0,25 moles de Ca(OH)2.
 (H)M(O)M2(Ca)MMM atatatCa(OH)2

mol
g1,74
mol
g0,1
mol
g0,162
mol
g1,40 




 
2
2
2
Ca(OH)
Ca(OH)
Ca(OH)
MM
m
n  222 Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH) MMnm  g5,18
mol
g1,74moles25,0 

5. Reacción Química
Calcula el número de moles que hay en 3,5 L de SO3 a 2 atm y 30ºC








L3,5V
atm2P
K303273C30ºT
3
3
3
SO
SO
SO
3
33
3
SO
SOSO
SO
TR
VP
n


  3SO0,28moles
K033
Kmol
Latm.
0,082
L.5,3atm2






Calcula el número de moles que hay en 0,5 L de CO2 a 5 atm y -24ºC








L0,5V
atm5P
K492273Cº24T
2
2
2
CO
CO
CO
2
22
2
CO
COCO
CO
TR
VP
n


  2COmoles12,0
K249
Kmol
Latm.
0,082
L.5,0atm5






TRnVP 
A PARTIR ECUACIÓN DE LOS GASES.

6. Reacción Química
Calcula el volumen que ocupa en 0,7 moles de O3 a 2 atm y 30ºC.








moles0,7n
atm2P
K303273C30ºT
3
3
3
O
O
O
TRnVP 
A PARTIR ECUACIÓN DE LOS GASES.
3
33
3
O
OO
O
P
TRn
V

  3OL98,4
atm2
243K.
Kmol
Latm.
0,082moles0,7






Calcula el volumen que ocupa en 3,2 moles de C3H8 a 0,3 atm y 0ºC.








moles3,2n
atm0,3P
K273273C0ºT
83
83
83
HC
HC
HC
83
8383
83
HC
HCHC
HC
P
TRn
V

  83HCL78,238
atm0,3
273K.
Kmol
Latm.
0,082moles3,2







7. Reacción Química
Calcula el número de moles que hay en 3 L. de H2S (3 M).
disolucióndelitros
solutodemoles
Molaridad
DISOLUCIÓNSHSH VMn 22

DISOLUCIÓN
SH
SH
V
n
M 2
2
  SHmoles9L3M3 2
Calcula el número de moles que hay en 200 mL. de HClO3 (2 M).
0,2L200mLVDISOLUCIÓN

DISOLUCIÓNHClOHClO VMn 33

DISOLUCIÓN
HClO
HClO
V
n
M 3
3
  3HClOmoles0,4L0,2M2 

8. Reacción Química
Calcula el volumen que ocupan 10 moles de H2SO4. (0,5M).
disolucióndelitros
solutodemoles
Molaridad
DISOLUCIÓN
SOH
SOH
V
n
M 42
42

42
42
SOH
SOH
DISOLUCIÓN
M
n
V   42SOHL.20
M0,5
moles10

Calcula el volumen que ocupan 5 moles. de HCl. (2 M).
DISOLUCIÓN
HCl
HCl
V
n
M 
HCl
HCl
DISOLUCIÓN
M
n
V   HClL.5,2
M2
moles5


9. Reacción Química
Ejemplos de Problemas
Reacción Química

10. Reacción Química

11. Los silanos son compuestos que pueden interaccionar químicamente con el oxígeno atmosférico
(O2), produciendo dióxido de silicio (SiO2) y agua (H2O):
Reacción Química
El primer paso es
ajustar la reacción…         O(l)Hd(s)SiOc(g)Ob(l)HSia 22283
lesprovisionaescoeficient
losColocamos
 








d2c2bO
2d8aH
c3aSi






















 
5
2
10
b4322b
4
2
8
d
3c
1a
1a



















4d
3c
5b
1a
O(l)4H(s)3SiO(g)O5(l)HSi 22283 
O(l)H(s)SiO(g)O(l)HSi 22283 
Calcula la cantidad de oxígeno (3 atm, 20ºC) necesario para obtener 90 g de dióxido de silicio.

12. A partir del ajuste de la reacción conocemos los coeficientes estequiométricos, es decir la
relación entre los diferentes compuestos de reactivos y productos.
Reacción Química
Estos coeficientes estequiométricos nos indica que a partir de 1 molécula de silano (Si3H8)
reacciona con 5 moléculas de oxígeno (O2) y se obtienen 3 moléculas de dióxido de silicio
(SiO2) más 4 moléculas de agua (H2O).
Como no podemos trabajar en moléculas, utilizamos el concepto de mol, que es proporcional y
trabajamos en moles, entonces tendremos que a partir de 1 mol de silano (Si3H8) reacciona con
5 moles de oxígeno (O2) y se obtienen 3 moles de dióxido de silicio (SiO2) más 4 moles de
agua (H2O).
431
O(l)4H(s)3SiO(g)O5(l)HSi 22283 
5
productosreactivos

13. Reacción Química
Debemos tener en cuenta la naturaleza da cada uno de los componentes de la reacción.
líquido sólidogas
O(l)4H(s)3SiO(g)O5(l)HSi 22283 
líquido
Esta es la relación que mantienen los componentes en la fórmula, siempre es la misma (Ley de
Le Proust o de proporciones definidas).
Calcular las cantidades a partir de una dada, tenemos que obtener 90 g. de dióxido de silicio
pero tenemos que pasarlo a moles. (Nota importante.- La relación entre las especies es siembre
en moles, debemos siempre introducir moles en la reacción y obtendremos moles, siempre
debemos empezar pasando a moles).
Como se menciona arriba, debemos tener en cuenta la naturaleza de las sustancias, esta puede
ser (sólido(s), líquido(l), gaseoso(g) o disolución (d o ac)).

14. Reacción Química
Partimos de que queremos obtener de 90 g de dióxido de silicio (SiO2). Está en estado sólido(s).
Entonces calculamos el número de moles a través de la masa molecular.
(O)M2(Si)MMM atatSiO2
 mol
g60,1
mol
g162
mol
g28,1 
2
2
2
SiO
SiO
)(SiOmoles
M
m
n  2SiOdemoles1,5
mol
g60,1
90g

Por lo tanto, en nuestro caso, tenemos que obtener 1,5 moles de dióxido de silicio.
431
O(l)4H(s)3SiO(g)O5(l)HSi 22283 
5
1,5

15. Reacción Química
A partir de lo establecido por los coeficientes estequiométricos, aplicamos la correspondiente
proporcionalidad…
431
O(l)4H(s)3SiO(g)O5(l)HSi 22283 
5
El dióxido de silicio se obtiene a partir de silano y oxígeno. Obtenemos por regla de tres o
proporcionalidad directa la cantidad de oxígeno en moles…




 
 
XSiOde1,5moles
Odemoles5SiOdemoles3
necesitan
2
2
necesitan
2
2
22
SiOdemoles3
Odemoles5SiOdemoles1,5
X


2Odemoles2,5
1,5

16. Reacción Química
Una vez establecida la cantidad (en moles) de oxígeno necesaria para obtener los 90 g de
dióxido de silicio…
O(l)4H(s)3SiO(g)O5(l)HSi 22283 
2,5 1,5
Procedemos a revertir el proceso de paso a moles, pero teniendo en cuenta, una vez más la
naturaleza del compuesto. En este caso, está en estado gaseoso y nos indica que debemos dar la
cantidad (volumen) a unas determinadas condiciones. Necesitamos 2,5 moles de oxígeno (3 atm
y 20ºC) , por lo que debemos calcular la cantidad de litros de gas.








moles2,5n
atm3P
K293Cº02T
2O
atm3
K293
Kmol
latm
0,082moles2,5
P
TRn
V
2
22
2
O
OO
O
TRnVP






  
L0,02

17. Como sabrás, algunos metales sufren una reacción de oxidación expuestos a
la intemperie y forman óxidos, es decir, sufren un proceso de corrosión. El
caso más conocido por su impacto económico y por ser el más visual, es el
del hierro transformándose en trióxido de dihierro (Fe2O3). Calcula la
cantidad de óxido que se obtiene a partir de 80 g de hierro y la cantidad de
oxígeno consumido a 23ºC y 1 atm. de presión. Sabiendo que la reacción
global es…
Reacción Química
El primer paso es ajustar la reacción…
(s)OFe(g)OFe(s) 322 
(s)OFe(g)OFe(s) 322  (s)O(c)Fe(g)(b)O(a)Fe(s) 322
lesprovisionaescoeficient
losColocamos
 





3c2bO
2caFe














 
4
3
b
2
1
32b
2
1
c1a
1a








 
3b
2c
4a
común.rdenominado
elpormosMultiplica
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 

18. productoreactivos
A partir del ajuste de la reacción conocemos los coeficientes estequiométricos, es decir la relación
entre los diferentes compuestos de reactivos y productos.
Reacción Química
Estos coeficientes estequiométricos nos indica que a partir de 4 átomos de hierro (Fe) y 3
moléculas de oxígeno (O2) se obtienen 2 moléculas de trióxido de dihierro (Fe2O3).
Como no podemos trabajar en moléculas, utilizamos el concepto de mol, que es proporcional y
trabajamos en moles, entonces tendremos que a partir de 4 moles de hierro (Fe) y 3 moles de
oxígeno (O2) se obtienen 2 moles de trióxido de dihierro (Fe2O3).
4 3 2
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
Debemos tener en cuenta la naturaleza da cada uno de los componentes de la reacción.
sólido
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
sólidogas

19. Reacción Química
Esta es la relación que mantienen los componentes en la fórmula, siempre es la misma (Ley de
Le Proust o de proporciones definidas).
Calcular las cantidades a partir de una dada, en nuestro caso reaccionan 80 g. de hierro pero
tenemos que pasarlo a moles. Como el reactivo es un elemento, no tenemos que calcular la masa
molecular sino que utilizamos directamente la masa atómica.
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
(Fe)Mat mol
g8,55
 FeM
m
n
at
Fe
(Fe)moles  Fedemoles1,4
mol
g8,55
80g

Tomando como referencia nuestra reacción

20. Reacción Química
Por lo tanto, en nuestro caso, sabemos que reaccionan 1,4 moles de hierro.
24 3
1,4
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
A partir de lo establecido por los coeficientes estequiométricos, sabemos la proporción que
cumple nuestra reacción, la Ley de Proporciones Definidas nos dice que es una proporcionalidad
directa entre los reactivos y con los productos. Entonces podemos calcular la cantidad de óxido de
hierro.



 
 
XFedemoles1,4
OFedemoles2Fedemoles4
obtienense
32
obtienense
Fedemoles4
OFedemoles2Fedemoles1,4
X 32
 32OFedemoles0,7

21. Reacción Química
Una vez establecida la cantidad (en moles) de óxido de hierro a partir de los 80 g de hierro…
Procedemos a revertir el proceso de paso a moles, pero teniendo en cuenta, una vez más la
naturaleza del compuesto. En este caso, el compuesto está en estado sólido.
24 3
1,4
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
0,7
(O)M3(Fe)M2MM atatOFe 32

mol
g6,591
mol
g163
mol
g8,552 
323232 OFe)O(FemolesOFe MMnm 
mol
g6,591OFedemoles7,0 32  g111,7

22. Reacción Química
Realizamos ahora el mismo proceso para obtener la cantidad e oxígeno consumida en la oxidación
de los 80 g de hierro…
24 3
1,4
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
0,7




 
 
XSiOdemoles1,4
Odemoles3Fedemoles4
necesitan
2
2
conreaccionan
Fedemoles4
Odemoles3Fedemoles1,4
X 2
 2Odemoles1,1
Aplicando de nuevo la Ley de proporciones definidas…

23. Reacción Química
Procedemos a revertir el proceso de paso a moles, pero teniendo en cuenta, una vez más la
naturaleza del compuesto. En este caso, está en estado gaseoso y nos indica que debemos dar la
cantidad (volumen) a unas determinadas condiciones. Necesitamos 1,1 moles de oxígeno (1 atm
y 23ºC), por lo que debemos calcular la cantidad de litros de gas.








moles1,1n
atm1P
K296C23ºT
2
2
2
O
O
O
2
22
2
O
OO
O
TRnVP
P
TRn
V

  
24 3
1,4
(s)O2Fe(g)3O4Fe(s) 322 
0,71,1
Una vez obtenidos los moles necesarios de oxígeno…
26,7L
atm1
K296
Kmol
latm
0,082moles1,1







24. El aluminio reacciona con ácido clorhídrico diluido a temperatura ambiente.
El metal se disuelve en ácido clorhídrico, produciendo cloruro de aluminio y
gas hidrógeno incoloro. Esta reacción es irreversible, ya que los productos fi-
nales no reaccionarán entre sí. Calcula la cantidad que se necesita de ácido
clorhídrico (0,6 M) y aluminio para obtener 2,2 L de hidrógeno en
condiciones normales…
Reacción Química
El primer paso es ajustar la reacción…
(g)H(ac)AlClHCl(ac)Al(s) 23 
(g)(d)H(ac)(c)AlCl(b)HCl(ac)(a)Al(s) 23
lesprovisionaescoeficient
losColocamos
 
Fuente.- Grupo Heurema
El aluminio es un metal tremendamente flexible, es liviano y de coloración plateada consistentemente
utilizado en la industria. Cuando se combina con el ácido clorhídrico produce una reacción conocida
como desplazamiento.

25. Reacción Química
Continuamos con el ajuste de la reacción…
(g)(d)H(ac)(c)AlCl(b)HCl(ac)(a)Al(s) 23 








2dbH
3cbCl
caAl

















 
2
3
d2db
3b13b
1c1a
1a











 
3d
2c
6b
2a
común.rdenominado
elpormosMultiplica
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
A partir del ajuste de la reacción conocemos los coeficientes estequiométricos, es decir la relación
entre los diferentes compuestos de reactivos y productos.
2 6 2 3

26. Entonces podemos definir…
Reacción Química
Que a partir de 2 átomos de alumnio (Al) y 6 moléculas de ácido clorhídrico (HClac) se
obtienen 2 moléculas de tricloruro de aluminio(AlCl3) y 3 moléculas de hidrógeno (H2).
Como no podemos trabajar en moléculas, utilizamos el concepto de mol, que es proporcional y
trabajamos en moles, entonces tendremos que a partir de 2 molesde alumnio (Al) y 6 moles de
ácido clorhídrico (HClac) se obtienen 2 moles de tricloruro de aluminio(AlCl3) y 3 moles de
hidrógeno (H2).
Debemos tener en cuenta la naturaleza da cada uno de los componentes de la reacción.
sólido gasdisolución
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
2 6 2 3
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
disolución
productosreactivos

27. Reacción Química
Esta es la relación que mantienen los componentes en la fórmula, siempre es la misma (Ley de
Le Proust o de proporciones definidas).
Calcular las cantidades a partir de una dada, en nuestro caso nos piden las cantidades necesarias
para obtener 2,2 L de hidrógeno en condiciones normales (0ºC y 1 atm.). El hidrógeno está en
forma gaseosa, por lo tanto debemos utilizar la ecuación de los gases...











atm1P
273KC0ºT
C.N.
L2,2V 2H
Tomando como referencia nuestra reacción
2
22
2
H
HH
H
TRnVP
TR
VP
n


  
0,1mol
K273
Kmol
Latm
0,082
2,2Latm1







28. Reacción Química
Por lo tanto, en nuestro caso, sabemos que se han de producir 0,1 moles de hidrógeno.
0,1
A partir de lo establecido por los coeficientes estequiométricos, sabemos la proporción que cumple
nuestra reacción, la Ley de Proporciones Definidas nos dice que es una proporcionalidad directa
entre los reactivos y con los productos. Entonces podemos calcular la cantidad de aluminio.




 
 
XHdemoles0,1
Aldemoles2Hdemoles3
necesitanse
2
necesitanse
2
2
2
Hdemoles3
Aldemoles2Hdemoles0,1
X

 Aldemoles0,07
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
2 6 2 3

29. Reacción Química
Una vez establecida la cantidad (en moles) de aluminio para obtener los 2,2 L de hidrógeno…
Procedemos a revertir el proceso de paso a moles, pero teniendo en cuenta, una vez más la
naturaleza del compuesto. En este caso, el compuesto está en estado sólido.
mol
g27,0(Al)Mat 
(Al)Mnm at(Al)molesAl 
mol
g0,27Aldemoles07,0  g1,9
0,1
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
2 6 2 3
0,07

30. Reacción Química
Realizamos ahora el mismo proceso para obtener la cantidad de ácido clorhídrico (0,6 M) para
disolver el aluminio…
Aplicando de nuevo la Ley de proporciones definidas…
0,1
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
2 6 2 3
0,07




 
 
XHdemoles0,1
HCldemoles6Hdemoles3
necesitanse
2
necesitanse
2
2
2
Hdemoles3
HCldemoles6Hdemoles0,1
X

 acHCldemoles0,2

31. Reacción Química
Procedemos a revertir el proceso de paso a moles, pero teniendo en cuenta, una vez más la
naturaleza del compuesto. En este caso, es una disolución 0,6 M, por lo que hemos de conocer el
volumen de la misma necesario para diluir el aluminio..





moles0,2n
0,6MM
acHCl
HCl
M
n
V HCl
HCl
V
n
M
ac
moles
 

L33,0
L
mol0,6
moles0,2

Una vez obtenidos los moles necesarios de la disolución de ácido clorhídrico…
0,1
(g)3H(ac)2AlCl6HCl(ac)2Al(s) 23 
2 6 2 3
0,07 0,2

32. Reaccionan 2,0 litros de nitrógeno (gas) con hidrógeno (gas) para dar amoniaco (gas), todos
medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura. Calcula la cantidad de hidrógeno
necesario y el amoníaco que se obtiene a partir de la siguiente reacción…
Reacción Química
(g)NH(g)H(g)N 322 





3c2bH
c2aN










 
3
2
6
b232b
2c1a
1a









2c
3b
1a
El primer paso es ajustar la reacción…
      (g)NHc(g)Hb(g)Na 322 
(g)NH2(g)H3(g)N 322 

33. En el caso de que todos los componentes estén en fase gaseosa en las mismas condiciones de
presión y temperatura, la cantidad de moles equivale al volumen…En este caso se puede realizar
las operaciones en volúmenes.
Reacción Química
(g)NH2(g)H3(g)N 322 
Podemos aplicar la Ley de Proporciones Definidas con los volúmenes…

34. Reacción Química
Como son gases y están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura podemos
establecer la relación en litros….
Exponemos los datos…
(g)NH2(g)H3(g)N 322 




 
 
XNdeL.2
HdeL.3NdeL.1
necesitanse
2
2
necesitanse
2
2
22
HdeL.1
HdeL.3NdeL.2
X

 2HdeL.6
2 L.




 
 
YNdeL.2
NHdeL.2NdeL.1
necesitanse
2
3
obtienense
2
3
32
NHdeL.1
NHdeL.2NdeL.2
Y

 3NHdeL.4

35. Reacción Química
Por lo que la reacción nos queda…
(g)NH2(g)H3(g)N 322 
2 L. 6 L. 4 L.
Recordad que esta regla solamente se puede aplicar cuando los gases
están en las mismas condiciones de PRESIÓN Y TEMPERATURA

36. Fin de Tema
Busca enlaces a otras páginas relacionadas con el tema en…
www.juansanmartin.net