estequiometria, reactivo lÍmite y rendimiento quÍmico. lic javier cucaita

RECETAINGREDIENTES:

8 HUEVOS1 KG DE HARINA500 GR DE MANTEQUILLA1 CUCHARADITA DE ESENCIA DE VAINILLA1 LITRO DE LECHE1 KG DE AZÚCAR1 TAZA DE RALLADURA DE LIMÓN1 CUCHARADA DE POLVO PARA HORNEAR.

INSTRUCCIONES1.BATIR LA MANTEQUILLA CON EL AZÚCAR E INCORPORAR POCO A POCO EL RESTO DE LOS INGREDIENTES. PRIMERO LOS HUEVOS, LA HARINA Y LA LECHE HASTA OBTENER UNA MEZCLA HOMOGÉNEA, Y FINALMENTE AGREGA LOS TOQUES DE VAINILLA, RON O WHISKY Y LA RALLADURA DE LIMÓN.2.EN UN MOLDE PREVIAMENTE UNTADO DE MANTEQUILLA, COLOCA LA MEZCLA Y LLEVA AL HORNO DURANTE 40 MINUTOS, A 150º.3.PARA FINALIZAR LA TORTA CLÁSICA DE VAINILLA PUEDES DECORARLA ESPOLVOREANDO EL TOPE CON AZÚCAR GLASÉ, CON MERMELADA DEL SABOR DE TU PREFERENCIA.

PREGUNTAS¿QUÉ PASARÍA SI AL PREPARAR LA TORTA OLVIDAMOS AGREGARLE AZÚCAR O MANTEQUILLA?

¿QUÉ PASARÍA SI AGREGARA EL TRIPLE DE HARINA DE TRIGO?

PREGUNTA CLAVE¿QUÉ RELACIÓN ENCUENTRAS ENTRE LOS PREPARATIVOS PARA HACER UNA TORTA EN LA COCINA DE TU CASA Y LOS CÁLCULOS NECESARIOS PARA OBTENER UN PRODUCTO EN EL LABORATORIO?

ESTEQUIOMETRIA Es El Cálculo De Las Relaciones Cuantitativas Entre Los Reactivos Y Productos En El Transcurso De Una Reacción Química. Se Trabaja En Moles.

PROBLEMA¿QUÉ MOLES DE OXÍGENO SE REQUIERE PARA REACCIONAR COMPLETAMENTE 80 GR DE METANO,CH4? . SI TUVIÉRAMOS 48 GR DE METANO ¿CUÁNTAS MOLES DE AGUA SE OBTENDRÍAN?(2 PREGUNTAS)

PASOS PARA REALIZAR PROBLEMAS DE CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

PRIMERA PREGUNTAA)Escribir la ecuación química: debo identificar a que

clase de reacción pertenece, para saber que producto puede resultar. es una reacción de combustión.

CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O (g)

B) Balancear la ecuación de acuerdo con la ecuación química establecida

2. ESTABLECER MASA MOLECULAR DE LOS COMPUESTOS

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O (g)

CH4) C= 12g*1= 12g 2O2) O= 16g*4= 64g H= 1g *4= 4g CH4= 16g CO2) C=12g*1= 12g 2H2O) O= 16g*2= 32g O= 16g*2= 32g H= 1g *4= 4g CO2 = 44g H2O= 36g

3. ESTABLECER RELACIONES tomando las masas moleculares de los compuestos se establece las relaciones y se realizan las operaciones en gramos: (OPCIÓN 1)16gCH4 80gCH4

64gO2 X gO2

X 80gCH4 . 64gO2

16gCH4

X 320gO2

4. CONVERTIR EN MOLES UTILIZAR REGLA DE 3

32 g de O2 1 mol de O2 320g de O2 X mol de O2

320g de O2 X 1 mol de O2 X mol de O2 32 g de O2

X mol de O2 10 moles de O2

3. CONVERTIR A MOLES(OPCIÓN 2)

16 g CH4 1 mol CH4

80 g CH4 X mol CH4

1 mol CH4 X 80 G CH4

X mol CH4 16 g CH4 5 mol CH4

32G O2 1 mol O2

4. ESTABLECER RELACIONESTomando Las Moles De Los Compuestos Se Establece Las Relaciones Y Se Realizan Las Operaciones: (Opción 2).1 mol CH4 5 moles CH4

2 mol O2 X molesO2

X 5 moles CH4 X 2 moles O2

1 mol CH4

X 10 moles de O2

SEGUNDA PREGUNTASI TUVIÉRAMOS 48 GR DE METANO ¿CUÁNTAS MOLES DE AGUA SE OBTENDRÍAN. SE ESTABLECEN RELACIONES:

16 gCH4 48 gCH4

36 gH2O X g H2O

X 48gCH4 . 36gH2O

16gCH4

X 108 gO2

SE CONVIERTE EN MOLES

18 g H2O 1 mol H2O 108 g H2O X mol H2O

X = 1 mol H2O X 108 g H2O 18 g H2O

X= 6 moles de H2O

RESPUESTA

a)Se Requieren 10 Moles De Oxígeno Para Reaccionar Completamente 80 gr De Metano.

b)Con 48 gr De Metano Se Obtiene 6 Moles De Agua.

EJERCICIOCuando el acetileno arde en oxígeno , con intervención de altas temperaturas que se utilizan para soldar metales, lo cual produce dióxido de carbón, vapor de agua y calor. ¿ cuantas moles de co2 se producen cuando se queman 54.6 g de C2H2?

PREPAREMOS EMPAREDADOSTenemos 8 Trozos De Jamón Y 12 Doce Trozos De Pan Y Deseamos Armar Tantos Emparedados Como Sea Posible, Utilizando 2 Rebanadas De Pan Y Un Trozo De Jamón Por Cada Uno.

CALCULEMOS

¿cuántos emparedados podremos preparar?

¿qué ingrediente se acaba primero?

¿qué ingrediente queda en exceso?

CONCLUSIÓNpodemos preparar 6 emparedados. El pan representa un reactivo límite, por que se acaba preparando los emparedados. las rebanadas de jamón sobrante, representa el reactivo en exceso.

REACTIVO LIMITANTE O LÍMITEEs el reactivo que se consume totalmente en una reacción; de él depende la cantidad máxima de producto que se forma. cuando la reacción cesa es porque el reactivo limitante ha reaccionado hasta consumirse por completo.

REACTIVO EN EXCESOEs el reactivo que no se agota por completo durante la reacción. la cantidad de producto que se obtenga de la reacción, dependerá siempre de la cantidad de reactivo limitante que se tenga en la reacción.

PROBLEMA¿ cuantos gramos de óxido carbónico se producen a partir de una mezcla de 90 gramos de dióxido de silicio y 30 g de carbono? (en el producto se forma una sal y 2 moléculas de gas).

EJERCICIOEl peróxido de sodio sólido se emplea en aparatos de respiración para capturar gas carbónico exhalado. determinar cual sustancia es el reactivo limitante cuando reaccionan 70 g de peróxido de sodio con 50 g de gas carbónico y establece cuantos gramos de oxígeno y de carbonato de sodio se producen.

DESARROLLOPRIMER PASO: escribir la ecuación química y balancearlaSIO2 (S) + C2 (S) SIC (S) + CO2 (G)

SEGUNDO PASO: sacar la masa molecular SI =1 X 28 = 28 g O = 2 X 16 = 32 g 60 g de SIO2 = 1 mol de SIO2

C = 12 X 2= 24g = 1 mol de C

TERCER PASO: CONVERTIR EN MOLES LAS CANTIDADES DADAS EN EL PROBLEMA(SIO2 Y C) 60g SIO2 1 mol SIO2 24g C 1 mol C 90g SIO2 X mol SIO2 30g C X mol C

X = 1 mol SIO2 X 90 g SIO2 X= 1 mol C X 30g C 60 g SIO2 24g C

X= 1,5 moles de SIO2 X= 1,25 mol C2

Tomando las moles de los compuestos se establece las relaciones y se realizan las operaciones.1 mol SIO2 1,5 moles SIO2 1 mol CO2 X moles CO2

X= 1 mol CO2 X 1,5 moles SIO2

1 mol SIO2 X = 1,5 moles de CO2

1 mol CO2 1,25 moles CO2

1 mol SIO2 X moles SIO2

X= 1,25 mol CO2 X 1 mol SIO2

1 mol CO2

X = 1,25 moles de SIO2

el reactivo límite es: SiO2 (1,25 moles)

el reactivo en exceso es el CO2 (1,5 moles)

PREPARACIÓN DE LA TORTADeseas preparar una torta de 2 kilos, para sacar 20 porciones de 100 g cada una para la venta. sigues la receta indicada, sin embargo en el momento de partir la torta descubres que tan solo pesa 1900 g y solo puedes sacar 19 porciones.

RENDIMIENTO No sabes que pensar, pues aplicaste la receta con la cantidad correcta de ingredientes y teóricamente de 2 kilos de torta salen 20 porciones de torta de 100g. ¿por qué no se obtuvo el resultado esperado?

OBSERVACIÓNlos utensilios manipulados quedaron con parte de la materia prima, la temperatura a que fue horneado el pastel no fue la adecuada. solo se obtuvo el 95% esperado.

RENDIMIENTO DE REACCIONES QUÍMICAS

RENDIMIENTO TEÓRICOEs la cantidad máxima de producto que puede obtenerse en una ecuación química.

RENDIMIENTO REAL

Es la cantidad real de los productos en la ecuación química.

RENDIMIENTO DE REACCIONES QUÍMICAS

Masa del producto obtenido% rendimiento= Masa producto teórico x 100%

PROBLEMA DE RENDIMIENTOun químico realiza una reacción en el laboratorio con 25 g de ácido salicílico(C7 H6O3) y un exceso de anhídrido acético (C4H6O3) (más de 30 g), obtuvo 24,3 g de aspirina (C9H8O4), junto con ácido acético (C2H4O2) ¿cuál es el rendimiento en porcentaje de la reacción?PRIMER PASO: escribir la reacción correspondiente y balancearla C7 H6O3+C4H6O3 C9H8O4+C2H4O2

PROCEDIMIENTOSEGUNDO PASO: realizar procedimiento de reactivo límite o identificarlo en el problema = C7 H6O3

TERCER PASO: convertir los gramos del reactivo límite en moles: C = 12 g X 7 = 84 g H = 1g X 6 = 6 g O = 16g X3 = 48 g C7 H6O3 = 138 g

138 g C7 H6O3 1 mol C7 H6O3

25 g C7 H6O3 X mol C7 H6O3

25 g C7 H6O3 X 1 mol C7 H6O3

X = 138 g C7 H6O3 = 0,181 mol C7 H6O3

CUARTO PASO: establezco relación molar entre el compuesto del reactivo que interviene y el compuesto del producto.

1 mol C7 H6O3 0,81 moles C7 H6O3

1 mol C9H8O4 X moles C9H8O4

X= 0,81 moles C7 H6O3 X 1 mol C9H8O4 = 0,181 moles de C9H8O4

1 mol C7 H6O3

QUINTO PASO: conocer los gramos teóricos del compuesto en el producto nombrado en el problema.masa molecular de C9H8O4 : C = 12 g X 9 = 108 g 1 mol C9H8O4 180 g C9H8O4

H = 1 g X 8 = 8 g 0,181 mol C9H8O4 X g C9H8O4

O = 16 g X 4 = 64 g C9H8O4 = 180 g 180 g C9H8O4 X 0,181 mol C9H8O4

X = 1 mol C9H8O4

X= 32,6 g C9H8O4 (100% TEÓRICO)

SEXTO PASO: aplicación de la fórmula de % rendimiento 24,3 G C9H8O4

% RENDIMIENTO= 32,6 G C9H8O4 X 100%= 74,5%

EJERCICIO

una de las reacciones primarias la refinación de hierro en un alto horno, se realiza con el óxido de hierro(III) con el monóxido de carbono. si la reacción da un rendimiento del 94%¿cuanto hierro puede obtenerse de 25 kilogramos de óxido de hierro? ¿cuántas moles de dióxido de carbono se obtienen?