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Cálculos Estequiométricos

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CÁLCULOS

ESTEQUIOMÉTRICOS
Receta para preparar pancakes

+ +

1 taza de harina 2 huevos ½ cucharadita de polvo de hornear 5 Pancakes


¿Cuánto pancakes pueden prepararse
con estos ingredientes?

+ +

3 tazas de harina 10 huevos 4 cucharadita de polvo de hornear


¿Cuánto pancakes pueden prepararse
con estos ingredientes?
+ +

3 tazas de harina 10 huevos 4 cucharadita de polvo de hornear

Reactivo Limitante

15 Pancakes 25 Pancakes 40 Pancakes

Rendimiento teórico 11 𝑃𝑎𝑛𝑐𝑎𝑘𝑒𝑠


% Rendimiento = 𝑥 100 =73%
15 𝑃𝑎𝑛𝑐𝑎𝑘𝑒𝑠
Cálculos Estequiométricos
• REACTIVO LIMITANTE: Es el reactivo que se consume totalmente
en una reacción química y es el que determina la cantidad de
producto formado.
• REACTIVO EN EXCESO: Es el reactivo que en un proceso químico
se encuentra en una proporción mayor que la dada por la
estequiometría de la reacción. Este reactivo no se consume
totalmente.
• La cantidad en exceso se determina restando las moles iniciales
de RE con las moles de RE que reaccionaron con el reactivo
limitante.
• No siempre el reactivo que esta en menor cantidad, en masa, es
el reactivo limitante.
Eficiencia de la Reacción o Rendimiento Porcentual
• En una reacción química por lo general no siempre se obtiene toda la masa
de producto calculado a partir de la estequiometría de la ecuación química,
es decir el rendimiento no es del 100%.

Esto se puede dar por diversas razones entre las cuales están:

-No hay reacción total entre los reactivos


-Presencia de reacciones secundarias (reacciones colaterales)
-Reactivos impuros
-Pérdidas en el proceso de purificación.
EFICIENCIA DE LA REACCIÓN O RENDIMIENTO PORCENTUAL
• El rendimiento porcentual de una reacción relaciona el rendimiento real con el
rendimiento teórico (calculado).

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑅𝑒𝑎𝑙
Rendimiento Porcentual = x 100%
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

• Rendimiento Teórico: es la cantidad de producto que, según los cálculos, se


forma cuando reacciona todo el reactivo limitante.

• Rendimiento Real: es la cantidad de producto que en realidad se obtiene en


una reacción
ESTRATEGIAS PARA SOLUCIONAR EJERCICIOS DE
ESTEQUIOMETRIA

• Plantear la ecuación química que represente la reacción química.


• Balancear la ecuación química.
• Leer detenidamente el ejercicio para identificar los datos dados y cuáles son los interrogantes en
el ejercicio.
• Establecer las relaciones estequiométricas por medio de la ecuación química (relación mol-mol)
• Convertir todas las cantidades dadas en moles por medio de la masa molar.
• Establecer cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo en exceso.
• Partiendo de las cantidades dadas en moles de RL por medio de análisis dimensional y utilizando
las relaciones estequiométricas como factores de conversión determinamos la cantidad de RE y de
producto.
• Determinar la cantidad de RE que hay en la ecuación química.
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

La urea [(NH2)2CO] se prepara por la reacción del amoniaco con dióxido de


carbono: En un proceso se hacen reaccionar 637,2 g de NH3 con 1142 g de
CO2.
2NH3(g) + CO2(g) [(NH2 )2CO](ac) + H2O(l)

a) ¿Cuál de los dos reactivos es el reactivo limitante?


b) Calcule la masa de (NH2)2CO que se formará.
c) ¿Cuánto del reactivo en exceso (en gramos) quedará sin reaccionar al
finalizar la reacción?
• 2NH3(g) + CO2(g) [(NH2 )2CO](ac) + H2O(l)
637,2 g 1142 g
P. Molecular: 17g/mol 44 g/mol 60 g/mol 18 g/mol

Reactivo NH3
1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻2 2𝐶𝑂 60 𝑔 Rendimiento teórico
637,2 g NH3 x 𝑥 𝑥 = 1124,47 g de (NH2)2CO
17 𝑔 𝑁𝐻3 2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻2 2𝐶𝑂

Reactivo CO2
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻2 2𝐶𝑂 60 𝑔
1142 g CO2 x 𝑥 𝑥 = 1557,27 g de (NH2)2CO
44 𝑔 𝐶𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻2 2𝐶𝑂

¿Con cuál reactivo se produjo la menor cantidad de producto? NH3 Reactivo Limitante

¿Cuál reactivo está en exceso? CO2 Reactivo en Exceso


• 2NH3(g) + CO2(g) [(NH2 )2CO](ac) + H2O(l)
637,2 g 1142 g
P. Molecular: 17g/mol 44 g/mol 60 g/mol 18 g/mol

b. Calcule la masa de (NH2)2CO que se formará.

Se forma la que se produce con el RL

Reactivo NH3
1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻2 2𝐶𝑂 60 𝑔
637,2 g NH3 x 𝑥 𝑥 = 1124,47 g de (NH2)2CO cantidad que
17 𝑔 𝑁𝐻3 2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻2 2𝐶𝑂
se formará de Urea
• 2NH3(g) + CO2(g) [(NH2 )2CO](ac) + H2O(l)
637,2 g 1142 g
P. Molecular: 17g/mol 44 g/mol 60 g/mol 18 g/mol

c. ¿Cuánto del reactivo en exceso quedará sin reaccionar al finalizar la reacción?.

Primero se debe saber cuanto se gastó, para luego calcular cuanto quedó

Reactivo NH3
1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2 44 𝑔
637,2 g NH3 x 𝑥 𝑥 = 824,61 g de CO2 se gastaron o consumieron
17 𝑔 𝑁𝐻3 2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2
junto con el RL
Cuanto quedó o sobró de CO2
Lo que tenía inicialmente - Lo que se gastó = Lo que quedó
1142 g de CO2 - 824,61 g de CO2 = 317,39 g de CO2 quedó sin reaccionar
• 2NH3(g) + CO2(g) [(NH2 )2CO](ac) + H2O(l)
637,2 g 1142 g
P. Molecular: 17g/mol 44 g/mol 60 g/mol 18 g/mol

d. ¿Cuál es el rendimiento de la reacción si realmente se produjo 980 g de Urea?.

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑅𝑒𝑎𝑙
Rendimiento Porcentual = x 100%
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

980 𝑔 𝑑𝑒 𝑈𝑟𝑒𝑎
Rendimiento Porcentual = x 100%
1124,47 𝑔 𝑑𝑒 𝑈𝑟𝑒𝑎

Rendimiento Porcentual = 87,15%


EJERCICIOS
• El acido adípico, H2C6H8O4 es un material empleado en la producción de
nylon; se fabrica comercialmente por una reacción controlada entre
ciclohexano (C6H12) y O2 .

(C6H12)(l) + O2 (g) H2C6H8O4 (g) + H2O(l)

Suponga que efectúa esta reacción partiendo de 25,0 g de ciclohexano y que


éste es el reactivo limitante.

a) Calcule el rendimiento teórico de acido adípico.


b) Si obtiene 33,5 g de acido adípico en la reacción, calcule el rendimiento
porcentual de acido adípico.
EJERCICIOS
• El acido adípico, H2C6H8O4 es un material empleado en la producción
de nylon; se fabrica comercialmente por una reacción controlada
entre ciclohexano (C6H12) y O2 .

2(C6H12)(l) + 5O2 (g) 2H2C6H8O4 (g) + 2H2O(l)

Reactivo C6H12
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶6𝐻12 2 𝑚𝑜𝑙 𝐶6𝐻12 146 𝑔
25g C6H12 x 𝑥 𝑥 = 43,45 g de Ácido Adípico
84 𝑔 𝐶6𝐻12 2 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝐴 1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝐴

33,5 𝑔 𝑑𝑒 𝐴𝐴
Rendimiento Porcentual = x 100% = 77,1%
43,45 𝑔 𝑑𝑒 𝐴𝐴

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