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TEMA: ESTEQUIOMETRIA

CONCEPTO Es aquella parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas (masa, volumen, moles) de los componentes puros de una reacción química. Dichas relaciones están gobernadas por leyes, éstas pueden ser ponderales y / o volumétricas.

Relaciona la masa de una sustancia con la masa de otras sustancias. 1. LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA

MASA Fue planteada por el químico Francés Antoine Lavoisier (1743 – 1794) considerado el padre de la química moderna; nos indica que en toda reacción química completa y balanceada la masa total de las sustancias reactantes es igual a la masa total de las sustancias de los productos. Ejemplo:

48476 40.A.P

Ca2

= +

48476 32M

)g(2O1

=→

48476 56M

CaO2

=

Relación Molar

2 mol – g 1 mol–g 2mol–g

Relación en Masa

80g 32g 112g

∑Masa (Reactantes) =∑Masa (Productos) = 112g

2. LEY DE PROPORCIONES DEFINIDAS

Fue enunciada por el químico francés Joseph Louis Proust (1748 – 1822); establece que en todo proceso químico los reactantes y productos participan manteniendo sus masas o sus moles en proporción fija, constante y definida; cualquier exceso de uno de ellos permanece sin reacción Ejemplo: Quemado de carbón

48476 12.A.P

)g(C2

= +

48476 32M

)g(2O1

= →

48476 56M

)g(CO2

=

Reacción molar

2 mol – g 1 mol–g 2mol–g

Relación en Masa

24g 32g 56g

Por Proust

3g 4g 7g

Ejemplo 60g 80g 140g

Se observa que: NOTA: � Reacción Limitante (RL):

Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en menor proporción estequiométrica y al agotarse limita la cantidad máxima del producto(s) obtenido(s).

� Reactivo en Exceso (RE): Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en mayor proporción estequiométrica por lo tanto queda como sobrante al finalizar la reacción.

Regla práctica para evaluar el R.L. y R.E para cada reactante se plantea la siguiente proporción.

químicaecuaciónladeobtenidaCantidad

reactivodedatoCantidad

� La menor relación es para el RL y todos los

cálculos se hacen con el

� La mayor relación es para el R.E.

3. LEY DE PROPORCIONES MULTIPLES Fue enunciada por el químico Ingles John Dalton (1766 – 1844); establece si dos sustancias simples reaccionan para generar dos o más sustancias de una misma función química, se observará que mientras que la masa de uno de ellos es constante,

ESTEQUIOMETRIA

Leyes Ponderales

7

)CO(masa

4

)2O(masa

3

)C(masa==

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

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la masa del otro varía en relación de números enteros y sencillos. Sea la combinación iónica

x22x

OClOCl →+−+

x = 1,3,5,7

Cl O

71 g

2 1

1 16g*

Cl O

71 g

2 3

1 16g*

Cl O

71 g

2 5

5 16g

*

Cl O

71 g

2 7

7 16g

*

Conclusión:

� m(Cl) → constante � m(O) → varía en relación de 1,3,5 y 7

4. LEY DE PROPORCIONES RECIPROCAS Fue enunciada por Wenzel – Richter, establece si las masas de las sustancias A y B pueden reaccionar separadamente con la misma masa de una tercera sustancia “C”, entonces si A y B reaccionan juntos, lo harán con la misma masa con que reaccionan con “C” o con masas, múltiplos o submúltiplos, a la mencionada

Reacción (1)

1 H2(g)

+ Cl2(g) → 2HCl

(g)

2g 71g

Reacción (2)

2 Na(s)

+ Cl2(g)

→ 2NaCl(s)

46g 71g

Conclusión 1 H2(g)

+ 2Na(s)→ 2NaH

(s)

2g 46g

Fue anunciada por el científico Joseph Louis Gay – Lussac (1778 – 1850), quién investigando las reacciones de los gases determino: “A las mismas condiciones de presión y temperatura existe una relación constante y definida entre los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen en una versión química; cualquier exceso deja de combinarse”.

Estas relaciones solo serán aplicables a sustancias gaseosas. Ejemplo: Síntesis del amoniaco

1N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Reacción molar

1 mol – g 3 mol–g 2mol–g

Relación volumétrica

1vol 3vol 2vol

Por Gay Lussac

1L 5L

30cm3

3L 15L

90 cm3

2L 10L

60 cm3

Relación de volúmenes:

Sólo reaccionan las sustancias químicamente puras, las impuras no reaccionan; por consiguiente, en los cálculos estequiométricos sólo trabajaremos con la parte pura de la muestra química.

Cantidad de sus tan cia pura% Pureza x 100

Cantidad de muestra impura=

Es la comparación porcentual entre la cantidad real o práctica teórica obtenido de un producto determinado

La cantidad real o rendimiento real se conoce experimentalmente y es menor que la cantidad teórica que se halla en base a la ecuación química, o sea por estequiometría; el rendimiento teórico es la máxima cantidad obtenida de un cierto producto cuando el 100% del reactivo limitante se ha transformado.

Profesor: Antonio Huamán Navarrete Lima, Agosto del 2013

Leyes Volumétricas

2

)3NH(vol

3

)2H(vol

1

)2N(vol==

Porcentaje de Pureza de una muestra Química

Eficiencia o Porcentaje de Rendimiento de una Reacción Química (%R)

100teóricoientodimren

realientodimren100

teóricacantidad

realcantidadR% ×=×=