ESTEQUIOMETRIA
Es la encargada de hacer cálculos matemáticos a partir de ecuaciones
químicas balanceadas, una ecuación química balanceada permite averiguar las
cantidades de reactantes que se requieren para formar cierta
cantidad de producto. Se basa en las leyes cuantitativas de la combinación
química o leyes ponderales.
El primero que enunció los principios de la estequiometria
fue Jeremías Benjamín Richter (1762-1807), y en 1792, describió
la estequiometria de la siguiente manera:
«La estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o
relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una
reacción química)».
Leyes ponderables
Ley de la conservación de la masa (o de
Lavoisier).
La masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la
transformación que ocurra dentro de él.
La masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los
productos de la reacción.
Esta ley se
considera enunciada por lavoisier, era utilizada como hipótesis de trabajo
por los químicos anteriores a él se debe a su confirmación y
generalización.
Ley de las
proporciones definidas (o de Proust).
Cuando dos
o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto lo hacen en
una relación en peso constante independientemente del proceso seguido para
formarlo.
Ley de las
proporciones múltiples (o de Dalton).
Las
cantidades de un mismo elemento que se unen con una cantidad fija de otro
elemento para formar en cada caso un compuesto distinto están en la relación de
números enteros sencillos.
Ley de las
proporciones recíprocas (0 de Richter).
Los pesos
de diferentes elementos que se combinan con un mismo peso de un elemento dado,
dan la relación de pesos de estos Elementos cuando se combinan
entre sí o bien múltiplos o submúltiplos de estos pesos.
Ley de los
volúmenes de combinación (0 de Gay- lussac).
Muchos de
los elementos y compuestos son gaseosos, y puesto que es más sencillo medir un
volumen que un peso de gas era natural se estudiasen las relaciones de volumen
en que los gases se combinan.
En
cualquier reacción química los volúmenes de todas las substancias gaseosas que
intervienen en la misma, medidos en las mismas condiciones de presión y
temperatura, están en una relación de números enteros sencillos.
Reacción química
Una reacción química se produce cuando hay una
modificación en la identidad química de las sustancias
intervinientes; esto significa que no es posible identificar a las mismas
sustancias antes y después de producirse la reacción química,
los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.
Cálculos estequimoetricos
Los cálculos estequiométricos se basan en
las relaciones fijas de combinación que hay entre las sustancias, dichas
relaciones se indican por los subíndices numéricos que aparecen en las fórmulas
y por los coeficientes de las ecuaciones balanceadas. Estos requieren una unidad
química que relacione los pesos de los reactantes con los pesos de los
productos (mol).
EJERCICIOS
1¿Al hacer reaccionar 10 gramos de dioxido de
sulfuro del 75 % con 50 gramos de trioxido di hierro al 50 %, produciendo tan
solo 80%de pureza del disulfuro de hierro.Determine el reactivo limite,
la cantidad de gramos sobrantes y la pureza de los reactivos y la cantidad de
pureza de los productos?.
Fe2O3
2(55.84*2)+(16*3)
=319,36 gr
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SO2
8(32,06 +16*2)
= 512,48 gr
|
FeS2
4(55,84+32,06*2)
=479,84 gr
|
O2
11(16*2)
=352 gr
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50 gr Fe2O3
Del 50 %
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75 gr del SO2 del 10%
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80 % de pureza FeS2
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xxxxxxxxxxxxxxx
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DESARROLLO DEL PROBLEMA
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Se establece la pureza del reactivo Fe2O3
A partir del porcentaje y los gramos
X% = (50% * 50 gr Fe2O3 )/100%= 25gr Fe2O3
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Se establece la pureza del reactivo SO2a partir del
porcentaje y los gramos
X% = (10% * 75 gr SO2)/100%= 7,5gr SO2
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CALCULO DEL REACTIVO AL LIMITE
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Calculo del reactivo B a partir del reactivo A=
(25gr Fe2O3* 512,48 gr SO2)/319,36gr Fe2O3
resultados de proporción=40,117 gr SO2
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Calculo del reactivo A a partir del reactivo B=
(7,5gr SO2 *
319,36 gr Fe2O3 )/512,48gr SO2
resultados de proporción=4,673gr Fe2O3
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Comparación de Valores En Gramos De Cada
Reactivo
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Lo Real:25 gr Fe2O3
Lo Teórico: 4.673 gr Fe2O3
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Lo Real:7.5 gr SO2
Lo Teórico:40.117 gr SO2
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Al iniciar la reacción existen 25 gr Fe2O3.Pero
se requieren 4.673 gr Fe2O3 para que reaccione con
7.5 gr SO2. Entonces no alcanza la cantidad de gramos.
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Al iniciar la reacción existe 7.5 gr SO2.Pero se requiere
40.117 gr SO2 para que reaccione con 25 gr Fe2O3. Entonces
no alcanza la cantidad de gramos.
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Gr. Sobrantes de Fe2O3
25 gr – 4.673 gr= 20.27 gr
Rt. En moles:
(20.327 gr * 2 n) /319.36= 0.12n
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Reactivo al limite es el SO2 con 7.5 gr
Rt. En moles :
( 7.5 gr SO2 * 8n)/512.18 gr=0.11n
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A partir Del Reactivo Limite se calculan los
productos
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Producto A:
XgrFeS2 :
(7.5 gr SO2 *479.84 gr FeS2 ) 512.18gr SO2
=7.02 gr FeS2
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Producto B:
Xgr O2 : (7.5 gr SO2 * 357 gr O2 )
512.78gr SO2
=5.22 grO2
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Se Establece El Porcentaje De Pureza
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Pureza del producto A:
XgrFeS2:(7.02grFeS2*80%)/100%
=5.616gr FeS2
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Pureza del producto B se calcula en función de la pureza del producto A:
XgrO2 : (5.616 grFeS2 * 352 grO2)
479.84 grFeS2
=4.119 gr O2
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SOLUCION ARGUMENTATIVA DEL PROBLEMA PROBLEMA
Al reaccionar 10 gramos de dióxido de
sulfuro del 75% con 50 gr se establece una pureza de 25 gr de fe2O3 y de
7,5 del so2 para luego hallar el reactivo al
límite que sería el dióxido sulfúrico y con el reactivo al
límite que sería el dióxido sulfúrico y con el 80% de pureza del
sulfuro de hierro obtenemos que la fuerza del producto a es 5,616 gr y el
producto b con 4,119 gr de pureza.
·¿Cuantos ramos de hierro
se pueden obtener con 0.5 gramos de óxido de carbono del 88% de pureza, si la
eficiencia de la reacción es del 95%?
Fe2O3
1(55.84*2)+(16*3)
=319,36 gr
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CO
3(12.011 +16)
= 60.011 gr
|
Fe
2 *55.84
=111.68 gr
|
CO2
3(12.011+16*2)
=68.033 gr
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xxxxxxxxxxxxxxxxxx
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0.5 gr del CO del
85% de pureza
|
Cuantos gramos Fe
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xxxxxxxxxxxxxxx
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Se establece la pureza del reactivo CO
A partir del porcentaje y los gramos
X% = (85% *0.5 grCO )/100%= 0.425grCO
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Cantidad del reactivo B
Xgr Fe2O3 =
(319,36grFe2O3*0.425grCO)
60.011 gr CO
= 2.40 grFe2O3
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Calculo De La Eficiencia
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Se halla la cantidad de gramos del producto a partir
de la proporción del reactivo puro.
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Proporcion en gramos de Fe
wgrFe: (0.42 grCO*111.68 grFe)
60.011 gr CO
Resultado de proporción=0.78gr Fe
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Caulcular la eficiencia 95% del Fe
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Eficiencia en gramos de Fe
xgrFe=(0.78gr Fe *95%)/100%
Resultado :0.741 gr Fe
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Eficiencia de CO2 a partir de Fe
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Ygr CO2 = (68.033 gr CO2* 0.741 gr Fe)
111.68 grFe
Resultado de la eficiencia :0.45 gr CO2
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SOLUCION ARGUMENTATIVA DEL PROBLEMA PROBLEMA
Al reaccionar 0.5 gramos de monóxido de
carbono del 88% se establece la pureza 0.425 gramos de CO y se
halla el reactivo del trióxido di hierro que es de 2.40 gramos
realizando después el cálculo de la eficiencia para hallar
la cantidad de gramos del producto a partir del reactivo
puro dándonos como resultado 0.78 gramos de hierro y luego se realiza
el cálculo de la eficiencia con un porcentaje de 95% para hallar
la eficiencia del hierro que es 0.741 gr y a partir de este
valor poder llegar a encontrar los gramos de dióxido de carbono que
es 0.45 gramos.
·¿Cuantos ramos de hierro
se pueden obtener con 0.5 gramos de óxido de carbono del 88% de pureza, si la
eficiencia de la reacción es del 95%?
Fe2O3
1(55.84*2)+(16*3)
=319,36 gr
|
CO
3(12.011 +16)
= 60.011 gr
|
Fe
2 *55.84
=111.68 gr
|
CO2
3(12.011+16*2)
=68.033 gr
|
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xxxxxxxxxxxxxxxxxx
|
0.5 gr del CO del 85% de pureza
|
Cuantos gramos Fe
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xxxxxxxxxxxxxxx
|
||
Se establece la pureza del reactivo CO
A partir del porcentaje y los gramos
X% = (85% *0.5 grCO )/100%= 0.425grCO
|
Cantidad del reactivo B
Xgr Fe2O3 =
(319,36grFe2O3*0.425grCO)
60.011 gr CO
= 2.40 grFe2O3
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Calculo De La Eficiencia
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|||||
Se halla la cantidad de gramos del producto a partir de la proporción del
reactivo puro.
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Proporcion en gramos de Fe
wgrFe: (0.42 grCO*111.68 grFe)
60.011 gr CO
Resultado de proporción=0.78gr Fe
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Caulcular la eficiencia 95% del Fe
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Eficiencia en gramos de Fe
xgrFe=(0.78gr Fe *95%)/100%
Resultado :0.741 gr Fe
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Eficiencia de CO2 a partir de Fe
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Ygr CO2 =
(68.033 gr CO2* 0.741 gr Fe)
111.68 grFe
Resultado de la eficiencia :0.45 gr CO2
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||||
SOLUCIÓN ARGUMENTATIVA DEL PROBLEMA PROBLEMA
Al reaccionar 0.5 gramos de monóxido de
carbono del 88% se establece la pureza 0.425 gramos de CO y se
halla el reactivo del trióxido di hierro que es de 2.40 gramos
realizando después el cálculo de la eficiencia para hallar
la cantidad de gramos del producto a partir del reactivo
puro dándonos como resultado 0.78 gramos de hierro y luego se realiza
el cálculo de la eficiencia con un porcentaje de 95% para hallar
la eficiencia del hierro que es 0.741 gr y a partir de este
valor poder llegar a encontrar los gramos de dióxido de carbono que
es 0.45 gramos.