7/23/2019 Aplicaciones de La Estequiometría en La Industria

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RANGEL ORTIZ MARIO ANDRES

APLICACIONES DE LA ESTEQUIOMETRÍA EN LAINDUSTRIA

LA ESTEQUIOMETRÍA EN LA INDUSTRIA

  ¿Qué es la estequiometria?

En química, la estequiometria es el cálculo entre relaciones cuantitatias entrelos reactantes !reactios" # $ro%uctos en el transcurso %e una reacci&n química'Estas relaciones se $ue%en %e%ucir a $artir %e la Teoría At&mica, aunque(ist&ricamente se enunciaron sin (acer re)erencia a la com$osici&n %e la materia,se*+n %istintas le#es # $rinci$ios'

El $rimero que enunci& los $rinci$ios %e laestequiometria )ue eremias -en.amin Ric(ter !/0123/450", en /062, quien %escri7i& laestequiometria %e la si*uiente manera89La estequiometria es la ciencia que mi%elas $ro$orciones cuantitatias o relaciones %e masa

%e los elementos químicos que están im$lica%os en una reacci&nquímica:'

 

Principio de la Estequiometria

Una reacción química se $ro%uce cuan%o (a# una mo%i)icaci&n en la i%enti%a%química %e las sustancias interinientes; esto si*ni)ica que no es $osi7le i%enti)icar a las mismas sustancias antes # %es$u<s %e $ro%ucirse la reacci&n química, losreactios  se consumen $ara %ar lu*ar a los $ro%uctos'

 A escala microsc&$ica una reacci&n química se $ro%uce $or la colisi&n %e las$artículas que interienen #a sean mol<culas, átomos  o iones, aunque $ue%e$ro%ucirse tam7i<n $or el c(oque %e al*unos átomos o mol<culas con otros ti$os%e $artículas, tales como electrones  o )otones' Este c(oque $rooca que las

uniones que e=istían $reiamente entre los átomos se rom$an # se )acilite que se)ormen nueas uniones' Es %ecir que, a escala at&mica, es un reor%enamiento %elos enlaces entre los átomos que interienen' Este reor%enamiento se $ro%uce $or %es$la>amientos %e electrones8 unos enlaces se rom$en # otros se )orman, sinem7ar*o los átomos im$lica%os no %esa$arecen, ni se crean nueos átomos' Estoes lo que se conoce como ley de conservación de la masa, e im$lica los %os$rinci$ios si*uientes8

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/' El n+mero total %e átomos antes # %es$u<s %e la reacci&n química nocam7ia'

2' El n+mero %e átomos %e ca%a ti$o es i*ual antes # %es$u<s %e la reacci&n'

En el transcurso %e las reacciones químicas las $artículas su7at&micas tam$oco%esa$arecen, el n+mero total %e $rotones, neutrones # electrones $ermanececonstante' ? como los $rotones tienen car*a $ositia # los electrones tienen car*ane*atia, la suma total %e car*as no se mo%i)ica' Esto es es$ecialmenteim$ortante tenerlo en cuenta $ara el caso %e los electrones, #a que es $osi7le que%urante el transcurso %e una reacci&n química salten %e un átomo a otro o %e unamol<cula a otra, $ero el n+mero total %e electrones $ermanece constante' Estoque es una consecuencia natural %e la le# %e conseraci&n %e la masa se%enomina e! "e conser#ación "e a car$a  e im$lica que8 La suma total %ecar*as antes # %es$u<s%e la reacci&n química$ermanece constante'Las relaciones entre lascanti%a%es %e reactiosconsumi%os #$ro%uctos )orma%os%e$en%en %irectamente%e estas le#es %econseraci&n, # $or lo tanto $ue%en ser %etermina%as $or una ecuaci&n !i*ual%a%

matemática" que las %escri7a' A esta i*ual%a% se le llama ecuaci&nestequiometria' 

Ecuaciones Químicas

Una ecuaci&n química es una re$resentaci&n escrita %e una reacci&n química' Se7asa en el uso %e sím7olos químicos que i%enti)ican a los átomos que interienen# como se encuentran a*ru$a%os antes # %es$u<s %e la reacci&n' @a%a *ru$o %eátomos se encuentra se$ara%o $or sím7olos !" # re$resenta a las mol<culas que$artici$an, cuenta a%emás con una serie %e n+meros que in%ican la canti%a% %e

átomos %e ca%a ti$o que las )orman # la canti%a% %e mol<culas que interienen, #con una )lec(a que in%ica la situaci&n inicial # la )inal %e la reacci&n' Así $or e.em$lo en la reacci&n8

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O2 2B2 333C 2B2O ? lo que 7usca la Estequiometria, es el sim$le 7alanceoesta7le # en equili7rio %e %ic(as ecuaciones'

 Aplicaciones de La Estequiometria en la

industria:

La estequiometria es una (erramientain%is$ensa7le en la química' Se usa en %i)erentes $ro7lemas $or e.em$lo8

@omo la %eterminaci&n %e la concentraci&n %e calcio en una muestra %ea*ua

En la me%ici&n %e la concentraci&n %e o>ono en la atm&s)era

La %eterminaci&n %el ren%imiento $otencial %e oro a $artir %e una mina

La ealuaci&n %e %i)erentes $rocesos $ara conertir el car7&n encom7usti7les *aseosos

En las in%ustrias se a$lica $ara %eterminarla canti%a% %e materia $rima autili>ar # la canti%a% %e $ro%ucto o7teni%o'

En la com7usti&n %e un motor, o (asta en la )a7ricaci&n %e $an # $asteleses necesaria la utili>aci&n %e lea%ura' Los $ana%eros utili>an comolea%ura un (on*o que $rooca la )ermentaci&n %e los a>+cares, que$ro%uce etanol # %i&=i%o %e car7ono'

Los $asteleros em$lean como lea%ura $ro%uctos como el (i%ro*enocar7onato %e so%io' El (i%ro*eno car7onato %e so%io se %escom$one aunos 5F @ $ro%ucien%o car7onato %e so%io # %i&=i%o %e car7ono' Este$ro%ucto es tiene que a*re*ar en $ro$orciones e=actas !o estequiometrias"%e acuer%o al $ro%ucto o sustrato #a que en e=ceso $ro%uciría un e=ceso

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%e lo cual a)ectaría el $ro%ucto )inal o $astel'

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La )a7ricaci&n %e $ro%uctos químicos es uno %e los es)uer>os in%ustriales más*ran%es %el mun%o' Las in%ustrias químicas son la7ase %e cualquier socie%a% in%ustrial'De$en%emos %e ellas res$ecto a $ro%uctos queutili>amos a %iario como *asolina # lu7ricantes %e

la in%ustria %el $etr&leo; alimentos # me%icinas %ela in%ustria alimentaria; telas # ro$a %e lasin%ustrias te=tiles' Estas son s&lo unos cuantose.em$los $ero casi to%o lo que com$ramos%iariamente se )a7rica me%iante al*+n $rocesoquímico o al menos inclu#e el uso %e $ro%uctosquímicos'Gor ra>ones econ&micas los $rocesos químicos #la $ro%ucci&n %e sustancias químicas %e7en

reali>arse con el menor %es$er%icio $osi7le, lo quese conoce como Ho$timi>aci&n %e $rocesosH'@uan%o se tiene una reacci&n química, el Químicose interesa en la canti%a% %e $ro%ucto que $ue%e)ormarse a $artir %e canti%a%es esta7leci%as %e reactios' Esto tam7i<n esim$ortante en la ma#oría %e las a$licaciones %e las reacciones, tanto en lainesti*aci&n como en la in%ustria'

Im$licaciones ecol&*icas, in%ustriales # econ&micas %e los cálculosestequiom<tricos' 

Muc(as %e las reacciones químicas $ro%ucen sustancias que contaminan nuestroentorno' La contaminaci&n am7iental, como se conoce a este $roceso, es una$ro7lemática %el mun%o mo%erno'

ran%es canti%a%es %e *ases t&=icos $ermanecieron en sus$ensi&n en la

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atm&s)era $rimitia %e nuestro $laneta'Tam7i<n es $osi7le ima*inar los $ro%uctos %e las inmensas eru$ciones olcánicasque se suce%ieron en el transcurso %e la eoluci&n *eol&*ica %e la Tierra'

@omo consecuencia %e las $rimeras ei%encias %e contaminaci&n, en <$ocas

anteriores se (a7l& %e (umos o sustancias enenosas, %e into=icaciones oenenenamientos colectios, %e nie7las enenena%as, %e contaminantes enmares # ríos, etc'; $ero los e)ectos e in)luencias nocias %e al*unas sustancias nose e=ten%ían más allá %e ciertos nieles locales que altera7an re*ionesrelatiamente $equeJas, salo al*unos casos %e e=ce$ci&n que $u%ieron a)ectar auna *ran $arte %el mun%o'La estequiometria .ue*a un $a$el mu# im$ortante en la $ro%ucci&n %e un *rann+mero %e sustancias químicas, las cuales %e7en estar al cien $or ciento en lacali%a% %e su )ormulaci&n, es %ecir H$urasH, #a que una alteraci&n %e la

com$osici&n ori*inal, $roocaría %aJos al 7ene)iciario !$or e.em$lo en la)a7ricaci&n %e me%icamentos", o en la ela7oraci&n %e )ertili>antes, los cuales%aJarían el suelo # la o7tenci&n %e alimentos %el suelo'

Los cálculos estequiom<tricos se 7asan en las relaciones )i.as %e com7inaci&n que(a# entre las sustancias en las reacciones químicas 7alancea%as' Estasrelaciones están in%ica%as $or los su7ín%ices num<ricos que a$arecen en las)&rmulas # $or los coe)icientes'Este ti$o %e cálculos es mu# im$ortante # se utili>an %e manera rutinaria en elanálisis químico # %urante la $ro%ucci&n %e las sustancias químicas en la in%ustria'

Gor lo tanto to%a in%ustria que utilice como materia $rima sustancias químicas se%e7e recurrir a la estequiometria %e la reacci&n'Muc(as in%ustrias, como la %e los $olímeros !$lásticos", com7usti7les, metalur*ia,)armac<utica, entre muc(as otras tra7a.an %iariamente con sustancias químicas #la estequiometria les $ermite sa7er qu< tanto %e ca%a sustancia %e7en a*re*ar$ara que ocurra correctamente una reacci&n %e mo%o se )ormen $ro%uctos con une=celente ren%imiento # economi>an%o materia $rima'