GUIOVANNY ANDRES BARRERA SANCHEZ

LA ESTEQUIOMETRA Y LA ECUACIN QUMICA

INTRODUCCIN A LA INGENIERA QUMICAUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERA QUMICA

28/09/2011 Ing. Qumico-Cristian CONTRERAS cristian.contreras@yahoo.com 3/7INTRODUCCINLa palabra estequiometra fue introducida en 1792 por Jeremas Richter para identificar la rama de la ciencia que se ocupa de establecer relaciones pondrales (o de masa) en las transformaciones qumicas.

La estequiometra es una herramienta indispensable para la resolucin de problemas tan diversos como la determinacin de la concentracin de calcio en una muestra de agua, la de colesterol en una muestra de sangre, la medicin de la concentracin de xidos de nitrgeno en la atmsfera, etc.

LA ECUACIN QUMICA La ecuacin qumica proporciona informacin tanto cuantitativa como cualitativa indispensable para calcular las cantidades de sustancia que se combinan en un proceso qumico.

Una ecuacin qumica contiene informacin acerca de las cantidades de reactivos y productos que participan en el proceso. Las ecuaciones qumicas pueden interpretarse en trminos de tomos y molculas (en la nanoescala) o bien en, moles (en la macroescala).

Por ejemplo: La combustin del heptano: Que nos dice la ecuacin?

Nos dice cuales son las relaciones estequiomtricas. OJO: Asegrese que la ecuacin este balanceada. Podemos ver que un mol (no lbm ni kg) de heptano reacciona con 11 moles de oxigeno para dar 7 moles de dixido de carbono y 8 moles de agua. Estos moles pueden ser lbmol, gmol, kgmol , etc.

As, la ecuacin nos indica en trminos de moles (no de masa) las proporciones entre los reactivos y los productos. Los nmeros que preceden a los compuestos se denominan coeficientes estequiomtricos.

La estequiometra se ocupa de la combinacin de elementos y compuestos. Las relaciones que se obtiene de los coeficientes numricos de la ecuacin qumica son los coeficientes estequiometricos que nos permite calcular los moles de una sustancia en relacin con los moles de otras sustancias que interviene en la ecuacin qumica.

A modo de ejemplo analizaremos la siguiente reaccin de formacin de trixido de azufre, a partir de dixido de azufre y oxgeno.

Si se dispone de la ecuacin qumica ajustada que representa a una reaccin qumica, se pueden realizar sencillas proporciones en las que se relacionan cantidades moles de reactivos entre s, de productos entre s o de reactivos y productos.

CADA VEZ QUE REACCIONAN CON SE FORMAN....

2 molculas de SO22 moles de SO2 1 molcula de O2 1 mol de O2

2 molculas de SO3 2 moles de de SO3

Una ecuacin qumica NO me dice: Tiempo que dura una reaccin Si ocurre o no la reaccin Temperatura ocurre la reaccin

Si 10 kg reaccionan por completo, calcular:

-Cuantos kg de CO2 se obtendrn?-Cantidad de estequiometrica de O2 para reaccionar con todo el

RESOLUCIN DE PROBLEMAS: Existen algunas estrategias vlidas para la resolucin de problemas. A continuacin presentamos dos formas de resolver un problema de estequiometra. Supongamos que la nafta est compuesta nicamente por isooctano (C8H18(l)) y queremos conocer cuntos gramos de oxgeno reaccionan en la combustin de 100 g de iso-octano.

Esquema operacional 1: 1) Escriba la ecuacin qumica y establezca el balance de masa. 2) Coloque el estado de agregacin (slido, lquido, gas) de los reactantes y productos. 3) Convierta la informacin suministrada en unidades fsicas (por ejemplo gramos) en una unidad qumica adecuada (por ejemplo en moles, molculas, iones, etc.). 4) Plantee las relaciones molares a travs de la ecuacin qumica balanceada. 5) Convierta los moles a la unidad solicitada gramos, molculas, volmenes, iones, etc. Con las sugerencias 1 y 2. Escribimos y balanceamos la ecuacin qumica que representa la reaccin:

C8H18(g) + 25/2 O2(g) 8 CO2(g) + 9 H2O(l)2 C8H18(g) + 25 O2(g) 16 CO2(g) + 18 H2O(l)

Con la sugerencia 3. Convertimos los datos a moles.Masa de la molcula de C8H18 = 114.2 u.m.a.Masa de 1 mol de molculas de C8H18 = 114,2 gNmero de moles de C8H18 en 100 g = 0,8757 moles

Con la sugerencia 4. De la ecuacin qumica balanceada obtenemos la relacin molar entre los reactantes y productos, sabemos que 2 moles de C8H18 reaccionan con 25 moles de O2.

2 moles de C8H18 ----------25 moles de O20,8757 moles de C8H18 ---x = 10,95 moles de O2

Con la sugerencia 5. Tal como lo pide el enunciado del problema convertimos los moles de O2 en gramos de O2.

1 mol de O2 -----------------32 g de O210,95 moles de O2 ---------x = 350,4 g de O2

A. REACCIONES SIMPLES1. Reactivo Limite: Es el reactivo que est presente en menor cantidad que la cantidad estequiometria. Dicho de otro modo, si se mezclan dos o ms reactivos y la reaccin se llevar a cabo hasta su trmino de acuerdo con la ecuacin qumica, SEA QUE LA HAGA O NO, el reactivo que se acabe primero es el reactivo lmite.

Por ejemplo: Juan necesita 100 tornillos con dos tuercas cada uno. Se dirige a la ferretera y le informan que solo tienen 80 tornillos y 200 tuercas. a) Exprese el problema en forma de ecuacin b) Cuntos conjuntos de tornillo ms tuerca (producto) puede armar? c) Qu tipo de pieza (reactivo) sobr en la ferretera? Qu cantidad? d) Qu tipo de pieza (reactivo) falt? Qu cantidad?

Por ejemplo: Calcular el reactivo lmite si se mezclan 1g-mol de C7H16 con 12g-mol de O2, el C7H16 ser el reactivo lmite.

C7H16 + 11 O2 7 CO2+ 8H2O

Quiero mirar si el C7H16, es el reactivo lmite: EcuacinRealidad

Coef C7H161Ce=0.091Cr=0.08

Coef O21112

Si, Ce>Cr, si es el Reactivo Lmite.Si, Cr=Ce, no hay reactivo lmite, estn las cantidades estequiometriasSi, Ce