estequiometria y la las leyes ponderales | Apuntes de Química

ESTEQUIOMETRÍA DE ECUACIONES QUÍMICA

REACTIVO LÍMITE : Para la determinación del reactivo límite se pueden seguir cada uno de los

siguientes métodos:

MÉTODO 1. RELACIÓN REACTIVO –REACTIVO.

1. Se transforman a moles las cantidades iniciales de cada reactivo.

2. Luego mediante la relación molar obtenida a partir de los coeficientes estequiométricos de la

ecuación balanceada se calcula la cantidad en moles de un reactivo (R1) que se necesita para

que reaccione totalmente la cantidad (inicial) de moles que se tiene del otro reactivo (R2).

3. Si la cantidad de reactivo (R1) que se necesita es mayor a la que se tiene inicialmente de dicho

reactivo (R1), entonces (R1) es el reactivo Límite. Si la cantidad de reactivo (R1) que se

necesita es menor a la que se tiene inicialmente de dicho reactivo (R1), entonces (R2) es el

reactivo Límite.

Ejemplo 1: Se hacen reaccionar 10 g de Au con 10 g de Cl2 según la siguiente reacción:

Au + Cl2 → AuCl3

Determine: a) ¿Cuál es el Reactivo límite? b) ¿Cuál es el reactivo en exceso? c) ¿Cuál es el

rendimiento teórico en moles de AuCl3?

1. Se balancea la ecuación: 2 Au + 3Cl2 → 2 AuCl3

2. Se calculan los moles iniciales de cada reactivo:

n Au = gAu/M Au = 10 g/ 197 g/mol = 0,051 mol

n Cl2 = gCl2/M Cl2 = 10 g/ 71 g/mol = 0,141 mol

3. Se calculan los moles de Cl2 que se requieren para que reaccione todo los moles iniciales

de Au (0,051 mol): 2mol Au → 3molCl2

0,051 mol Au → ?

n Cl2 = 0,051 mol Au . 3mol Cl2 = 0,0765 mol Cl2 que se necesitan.

2mol Au

4. Se compara la cantidad de Cl2 que se necesita con la que se tiene:

Se necesita de Cl2 0,0765 mol

Se tiene de Cl2 0,141 mol

Como la cantidad que se necesita es menor a la que se tiene de Cl2 , entonces el Au es el

reactivo límite y el Cl2 es el reactivo en exceso.

5. El rendimiento teórico en moles de AuCl3 se calcula con el reactivo límite :

2mol Au → 2mol AuCl3

0,051 mol Au → ?

n AuCl3 = 0,051 mol Au . 2mol AuCl3 = 0,051 mol AuCl3 que se producen.

2mol Au

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REACTIVO LÍMITE : Para la determinación del reactivo límite se pueden seguir cada uno de los siguientes métodos:

MÉTODO 1. RELACIÓN REACTIVO – REACTIVO.

Se transforman a moles las cantidades iniciales de cada reactivo.
Luego mediante la relación molar obtenida a partir de los coeficientes estequiométricos de la ecuación balanceada se calcula la cantidad en moles de un reactivo (R1) que se necesita para que reaccione totalmente la cantidad (inicial) de moles que se tiene del otro reactivo (R2).
Si la cantidad de reactivo (R1) que se necesita es mayor a la que se tiene inicialmente de dicho reactivo (R1), entonces (R1) es el reactivo Límite. Si la cantidad de reactivo (R1) que se necesita es menor a la que se tiene inicialmente de dicho reactivo (R1), entonces (R2) es el reactivo Límite.

Ejemplo 1 : Se hacen reaccionar 10 g de Au con 10 g de Cl 2 según la siguiente reacción:

Au + Cl 2 → AuCl 3

Determine: a) ¿Cuál es el Reactivo límite? b) ¿Cuál es el reactivo en exceso? c) ¿Cuál es el rendimiento teórico en moles de AuCl3?

Se balancea la ecuación: 2 Au + 3 Cl 2 → 2 AuCl 3
Se calculan los moles iniciales de cada reactivo: n Au = gAu/M Au = 10 g/ 197 g/mol = 0,051 mol n Cl 2 = gCl 2 /M Cl 2 = 10 g/ 71 g/mol = 0,141 mol
Se calculan los moles de Cl 2 que se requieren para que reaccione todo los moles iniciales de Au (0,051 mol): 2mol Au → 3molCl 2 0,051 mol Au →? n Cl 2 = 0,051 mol Au. 3mol Cl 2 = 0,0765 mol Cl 2 que se necesitan. 2mol Au
Se compara la cantidad de Cl 2 que se necesita con la que se tiene: Se necesita de Cl 2 0,0765 mol Se tiene de Cl 2 0,141 mol Como la cantidad que se necesita es menor a la que se tiene de Cl 2 , entonces el Au es el reactivo límite y el Cl 2 es el reactivo en exceso.
El rendimiento teórico en moles de AuCl 3 se calcula con el reactivo límite : 2mol Au → 2mol AuCl 3 0,051 mol Au →? n AuCl 3 = 0,051 mol Au. 2mol AuCl 3 = 0,051 mol AuCl 3 que se producen. 2mol Au

MÉTODO 2. RELACIÓN REACTIVO – PRODUCTO.

Se transforman a moles las cantidades iniciales de cada reactivo.
Luego mediante la relación molar obtenida a partir de los coeficientes estequiométricos de la ecuación balanceada se calcula la cantidad en moles de uno de los productos que generaría cada reactivo si reaccionara completamente.
El reactivo límite será el reactivo que genere la menor cantidad de producto.
El rendimiento teórico es la cantidad de producto que genera el reactivo límite.

Ejemplo 2 : Se hacen reaccionar 10 g de Au con 10 g de Cl 2 según la siguiente reacción:

Au + Cl 2 → AuCl 3

Determine: a) ¿Cuál es el Reactivo límite? b) ¿Cuál es el reactivo en exceso? c) ¿Cuál es el rendimiento teórico en moles de AuCl3?

Se balancea la ecuación: 2 Au + 3 Cl 2 → 2 AuCl 3
Se calculan los moles iniciales de cada reactivo: n Au = gAu/M Au = 10 g/ 197 g/mol = 0,051 mol n Cl 2 = gCl 2 /M Cl 2 = 10 g/ 71 g/mol = 0,141 mol
Se calculan los moles de AuCl 3 que generaría cada reactivo si reaccionará completamente: Reactivo Au: 2mol Au → 2 mol AuCl 3 0,051 mol Au →? n AuCl 3 = 0,051 mol Au. 2mol AuCl 3 = 0,051 mol AuCl 3 2mol Au Reactivo Cl 2 : 3 mol Cl 2 → 2 mol AuCl 3 0,141 mol Cl 2 →? n AuCl 3 = 0,141 mol Cl 2. 2mol AuCl 3 = 0,212 mol AuCl 3 3 mol Cl 2
Se compara la cantidad de AuCl 3 que produciría cada reactivo si reaccionara completamente: 0,051 mol Au producirían 0,051 mol AuCl 3 → menor cantidad (Rend. teórico) 0,141 mol Cl 2 producirían 0,212 mol AuCl 3

El que produciría menor cantidad de AuCl 3 es el Au, por lo tanto el Au es el reactivo límite y el rendimiento teórico de AuCl 3 es 0,051 mol (lo que produce el reactivo límite).

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MÉTODO 2. RELACIÓN REACTIVO – PRODUCTO.

EJERCICIOS PROPUESTOS DE REACTIVO LÍMITE

1. Considere la reacción: MnO 2 + 4HCl →MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Si reaccionan 0,86 moles de MnO 2 y 48,2 g de HCl, ¿cuál de los reactivos se

consumirá primero (reactivo límite)? ¿Cuántos gramos de Cl 2 se producirán?

Rpta: HCl; 23,4 g.

2. Dada la siguiente reacción : CO + O 2 → CO 2

¿Cuántos gramos de CO 2 pueden prepararse a partir de 134,67 g de CO y

77,25 g de O 2. Rpta: 211,60 g de CO 2

3. Si se hacen reaccionar 12,9 g de Ca(OH) 2 y 18,37 g de H 3 PO 4 a)¿ Cuál es el

reactivo límite? b) ¿Cuál es el rendimiento teórico en gramos de Ca 3 (PO 4 ) 2?

Ca(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O Rpta: b)18 g de Ca 3 (PO 4 ) 2

4. ¿Qué masa de K puede producirse por reacción de 3,80 moles de Na con

87,50 g de KCl? Según la reacción: Na + KCl → NaCl + K Rpta: 45,89 g de

K

5. ¿Cuántos gramos de sulfato de bario, BaSO 4 se formarán a partir de 200 g de

nitrato de bario, Ba(NO 3 ) 2 , y 100 g de sulfato de sodio, Na 2 SO4, según la

siguiente reacción:

Ba(NO 3 ) 2 (s) + Na 2 SO 4 (ac) → BaSO 4 (s) + NaNO 3 (ac)

R= 164,30 g.