ESTEQUEOMETRIA REACTIVO LIMITE Y PORCENTAJE DE RENDIMIENTO

VALENTINA LOZADA CALDERON.

DIANA FERNANDA JARAMILLO.

GRADO 10-1

INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÒN

IBAGUE- TOLIMA

INTRODUCCION:

Las reacciones químicas es la unión o interacción de dos elementos o

compuestos que dan origen a una nueva sustancia. El proceso ocurre tras un

intercambio de átomos y propiedades de los reactivos, que una vez transferidos

a los productos, se dice que se ha completado la reacción. Estos, pueden

hacerse de forma empírico, manual o científica práctica. Es así, como se lleva a

cabo el estudio de las reacciones comprendiendo el comportamiento de las

mismas y analizando los resultados que ocasionó este; y aparecen tres

importantes procesos de la reacción: estequiometria, reactivo límite y el

porcentaje de rendimiento. En este trabajo veremos lo anteriormente nombrado

de forma didáctica, fácil y practica para un mejor entendimiento y aprendizaje

del tema.

OBJERTIVOS:

Identificar los ejercicios y problemas de estos temas.

Aplicar los procedimientos necesarios para la solución de los problemas o ejercicios de acuerdo a su tema.

Reconocer los datos e información referente a los tres procesos.

Entender y analizar los conceptos de estequiometria, reactivo límite y porcentaje de rendimiento.

PROCEDIMIENTO:

De acuerdo a las explicaciones y retroalimentación de los temas en el salón de clase, se realizara un laboratorio virtual para el desarrollo de ejercicios aplicando los tres procedimientos nombrados anteriormente.

MARCO TEORICO:

ESTEQUEOMETRIA

Es el cálculo y análisis de las relaciones cuantitativas entre reactivos y

productos durante y después de la reacción. Las reacciones son una

modificación de los enlaces de los átomos de los reactivos para dar origen a los

productos, y esto se produce por desplazamiento de los electrones, pero,

aunque se altere su orden y composición, ellos se conservan, cumpliéndose así

la ley de la conservación de las masas.

- Balanceo de ecuaciones:

Para aplicar el tema anterior, es necesario que la ecuación química se

encuentre balanceada.

Se dice que una ecuación se encuentra balanceada cuando se puede apreciar

que lo mismo que empieza (reactivos) es lo mismo que termina (productos),

cumpliendo con la ley de la conservación de las masas aplicada en este caso a

la conservación de los átomos y las cargas.

Para hacer que valga esto, muchas veces es necesario emplear los

coeficientes numéricos estequiométricos, los cuales se ponen delante del

elemento o compuesto cuando se requiera (tomándose como átomos,

moléculas, moles o iones) para que la proporción de lo que reacciona sea lo

mismo que lo que se produce.

Ejemplo: Reacción de descomposición del clorato de potasio

2 KClO3 (s) → 2 KCl(s) + 3 O2 (g)

suponiendo que reaccionan 2 mol de KClO3, se producen 2 mol de KCl y 3 mol

de O2. Si se hace un balance elemento a elemento, se observa que:

2 mol de K en los reactivos ≡ 2 mol de K en los productos

2 mol de Cl en los reactivos ≡ 2 mol de Cl en los productos

6 mol de O en los reactivos ≡ 6 mol de O en los productos

- Estequiometria:

Esta se puede aplicarse en cuatro casos y en todos se debe hacer con factor

molar. Casos:

Cálculo mol a masa.

Cálculo masa a mol. Cálculo mol a mol. Cálculo masa a masa.

Cálculo mol a masa Calcula la masa de oxígeno producida a partir de 0,25 moles de𝐾𝐶𝑙𝑂3

2𝐾𝐶𝑙𝑂3→ 2𝐾𝐶𝑙 + 3𝑂2

Según el dato anterior, aplicando factor molar (comparar las moles del reactivo con las moles del producto que se está buscando).

Peso:

K = 39,1 Cl = 35,45

O = 16,00

En este caso, el reactivo es KClO3, y el producto O2.

= 12 g O2

Como el dato es pedido en gramos, se debe continuar comparando cuánto pesa en gramos una mol del elemento que se está buscando, ubicando los datos de manera que se puedan cancelar las unidades que no se necesitan al

momento de operar.

Cálculo masa a mol

Por hidratación de 24 g de 𝑃𝐶𝑙3, ¿cuántos moles de HCl se recogen?

𝑃𝐶𝑙3 + 3𝐻2 𝑂→ 𝐻3 𝑃𝑂3 + 3𝐻𝐶𝑙

Peso:

P: 31 g x 1= 31 g

Cl: 35,5 g x 3= 106, 5 g Conversion:

24 g 𝑃𝐶𝑙3 x 1 𝑚𝑜𝑙 𝑃𝐶𝑙3 x 3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 137,5 𝑔 𝑃𝐶𝑙3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑃𝐶𝑙3 = 0,52 mol HCl

Cálculo mol a mol

¿Cuantos moles de Cloro molecular se necesitan para hacer reaccionar 4

moles de Dicloruro de hierro?

n Buscada: Cl2 n Conocida: FeCl2

n: 4 moles FeCl2

Reactivo límite

Cuando una reacción se detiene porque alguno de los reactivos se ha acabado,

se dice que este es el reactivo limitante de la ecuación. La determinación del reactivo limitante se realiza mediante cálculos

estequiométricos, y permite saber la cantidad límite de producto obtenido. Ejemplo: Sea la siguiente reacción:

CH3OH + CH3Br + LiC4H9 ----- CH3OCH3 + LiBr + C4H10

Si están presentes 100 gramos de cada uno de los reactivos, calcular cuál es el limitante y la cantidad sobrante del resto.

Los pesos moleculares del CH3OH, CH3Br y LiC4H9 son 32,04, 94,94 y 64,06

gramos/mol

En este caso, al haber 3 reactivos no podemos aplicar el método propuesto anteriormente sino que tenemos que calcular con cuál reactivo se produce menos cantidad de uno cualquiera de los productos.

Para ello empezamos calculando la cantidad de moles de cada uno de los

reactivos:

moles CH3OH = 100 gramos / 32,04 gramos · mol-1 = 3,12 moles

moles CH3Br = 100 gramos / 94,94 gramos · mol-1 = 1,05 moles

moles LiC4H9 = 100 gramos / 64,06 gramos · mol-1 = 1,56 moles

Como las cantidades estequiométricas de los reactivos necesarias para

producir los productos son 1 en todos los casos, entonces el reactivo en menor cantidad es el reactivo limitante. Por lo tanto el CH3Br es el reactivo limitante.

Ahora calculamos las cantidades sobrantes en moles:

exceso de CH3OH = 3,12 -1,05 = 2,07 moles

exceso de LiC4H9 = 3,12 -1,56 = 1,56 moles

En peso las cantidades sobrantes son por lo tanto:

exceso de CH3OH = 2,07 moles · 32,04 gramos · mol-1 = 66,32 gramos

exceso de LiC4H9 = 1,56 moles · 64,06 gramos · mol-1 = 99,93 gramos

Porcentaje de rendimiento.

La eficacia o rendimiento de una reacción de acuerdo con el producto obtenido

y en términos porcentuales se denominará porcentaje de rendimiento. El porcentaje de rendimiento de una reacción quedará determinado por la

relación el producto real de lo obtenido en la reacción (producto real) y el producto que se esperaría obtener si se acabara totalmente el reactivo limitante

(producto teórico) multiplicada por el 100% (máximo rendimiento). A partir del reactivo limitante, se halla el producto teórico de la reacción

mediante cálculos estequiométricos.El producto teórico siempre deberá ser mayor al producto real.

Ejemplo: La reacción de 6,8 g de H2S con exceso de SO2, produce 8,2 g de

S. ¿Cuál es el rendimiento?

2𝐻2 𝑆 + 𝑆𝑂2→ 3𝑆 + 2𝐻2 𝑂

%=?

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑋 100%

Pesos

H= 1 g O= 16 g

S= 32 g 6,8 g 8,2 g

EJERCICIOS:

1.

2.

3.