ESTEQUIOMETRIA

Semana No. 6- 2019Semana 6

Licda. Isabel Fratti de Del Cid

Diseño de diapositivas, imágenes e

ilustraciones cortesía de Licda. Lilian

Guzmán Melgar

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ESTEQUIOMETRIA

Parte de la química que se encarga

de los cálculos de masas, moles,

volúmenes y proporciones que se

presentan en los compuestos y en

las reacciones químicas.

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Conceptos Básicos en estequiometria

Peso molecular, masa molar, peso fórmula: se aplica a

sustancias compuestas.

Es la suma de las masas de los átomos que forman un

compuesto ( molecular ó iónico). Se calcula multiplicando

el peso atómico de cada elemento presente en el

compuesto, por el número de veces que aparece en el

( esto lo indica el subíndice presente en la fórmula). La

suma de éstos valores constituye el peso molecular

(masa molar) o peso fórmula.

Peso atómico ó masa atómica.

Es la masa del elemento ( masa promedio ponderada de

todos los isótopos naturales de un elemento). Este dato

se obtiene directamente de la tabla periódica.

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Ej: Calcule el peso molecular de el azúcar:

( sacarosa) C12H22O11 :

C = 12.011g x 12 = 144.132 g

H = 1.0079g x 22 = 22.174 g

O = 15.999 g x 11 = 175.99 g

342.29g

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Ejercicios calcule el peso molecular

de los siguientes compuestosHNO2 C3H7OH KlO3

Ga(OH) 3 Mg 3 (PO4) 2 Una molécula que posee

10H, 4C, 2N,2 0,Escriba

además su fórmula)

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MOL✓Es la cantidad de sustancia ( átomos, iones

ó moléculas) que contiene el número deAvogadro ( 6.02 X 1023 ) partículas.

✓ Un mol de sustancia siempre contiene:

6.022 x 1023 partículas.1 mol de Na = 22.9898 g → 6.02 x 10 23 átomos de Na

1 mol de glucosa ( C6H12O6 ) = 180.15 g → 6.02 x 10 23

moléculas de glucosa.

1mol de iones fosfato : PO4-3 = 94.97 g → 6.02 x 10 23 iones

fosfato( PO4-3)

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Ejercicios usando el número de Avogadro.

1-Calcule el número de átomos de oro hay en un

anillo de oro que pesa 50 gramos.

# átomos de oro = 6.02 x 10 23 áts de Au x 50 g Au

196.97g Au

= 1.53 x 10 23 átomos de Au

2-Cuantas moléculas de CH4 hoy en 5.4 moles de CH4.?

Moléculas CH4 = 6.02 x 10 23 moléculas CH4 x 5.4 moles CH4

1 mol de CH4

= 3.26 x 10 24 moléculas de CH4

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A continuación se le presentan las

cantidades equivalentes a un mol de c/ u

de las sustancias descritas abajo

( observe la diferencia entre c/u)

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1mol S32.064g

1mol Fe

55.847g

1 mol NaClSal común

58.45g

1 mol

K2Cr2O7

294.18 g

1mol

C12H22O11

Azúcar común

342.19g

Milimol (mmol)

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Es la milésima parte de UN Mol.

Para convertir moles a milimoles , se multiplica

por 1000 el numero de moles dado. Ejemplos:

1Mol de H2O = 1,000 milimoles de H2O

Ej: Cuántos mmoles de Ag hay en 3.548 moles de plata (Ag).

mmoles de plata = 3.548 moles de Ag x 1000 mmoles de Ag

1 mol de Ag

= 3,548mmoles de Ag

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Cuántos mmoles de CO2 hay en 0.187 moles de CO2

mmoles de CO2 =0.187 moles de CO2 x1000 mmoles de CO2

1 mol de CO2

=187 mmoles de CO2 .

Calcule cuantos milimoles de H3BO3 hay en una onza de

ácido bórico. ( 1 onza 28.6 g ).

Conversión de milimoles a molesPara esto debe dividir entre mil el número de

milimoles dados. Ejemplos.

Cuantos moles de

hay en 7340 milimoles de NO2?

Moles NO2 = 7340mmoles x1mol de NO2

1,000 mmoles de NO2

= 7.340 moles de NO2.

Cuantos moles de Na+ hay en 289milimoles de Na+ ?.

Moles de Na + = 289mmoles /1000 = 0.289 moles.

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Cálculo de NÚMERO DE MOLES CUANDO NOS DAN MASAS

( ej: gramos) DE SUSTANCIAS SIMPLES y COMPUESTAS:

A- Sustancias simples. Ej: Atomos no combinados.

Ej.1- Cuántos moles de Fe hay en 340 g de Fe.?

Moles de Fe = 1mol Fe x 340g de Fe = 6.08 moles de Fe

55.85g Fe dato obtenida en la tabla

periódica

Ej.2- Cuántos moles de CaCl2, hay en 85 g de CaCl2. ?

Moles de CaCl2 = 1mol de CaCl2 x 85g CaCl2

110.99g CaCl2 dato corresponde

al peso molecular

= 0.7658moles de CaCl212

Cálculo de masas, a partir de moles ó milimoles

Ej: Cuántos g de KOH hay en 0.43 moles de

KOH.?

gKOH= 56.1 g de KOH x 0.43 moles de KOH=

1 mol de KOH

= 24.123 g KOH

Cuántos g de Hg hay en 315 milimoles de Hg.?

g Hg = 200.59 g Hg x 315 mmoles de Hg

1,000 mmoles *

= 63.18 g de Hg

*Recuerde que 1OOOmmoles = 1 mol.13

Note: el primer factor es un dato de

concepto, que lleva en el numerador la

unidad de lo solicitado en el problema.

En el denominador, se coloca el valor

que coincide con las unidades que da el

problema.

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Ejercicios1-¿Cuantos gramos hay en 0.3 moles de cada unode los siguientes compuestos?

a) C12H22O11 b) Cu

2-¿Cuantos moles hay en ? :

a) 900 g de Pb

a) 120 g de KMnO4

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3-¿Cuantos gramos hay en ? :

a) 1.8 moles de NO2

b) 670 milimoles de H2SO3

4-Cuántos milimoles hay en?

a) 0.816 moles de Ag.

b) 7.4 g de NH3

LEYES DE LA ESTEQUIOMETRIA

Ley de la conservación de la materia.

Puede enunciarse de diferentes maneras:

-La materia no puede ser creada, ni destruida aunque si transformada.

-La masa de un sistema que reacciona químicamente permanece constante.

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LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS

Establece que un compuesto purosiempre contiene los mismos elementos enla misma proporción de masa.Esto significa que cualquier muestra deagua sea cual fuere el sitio de donde seobtenga ó del estado físico en el que sehalle ( sólida, líquida ó gas), tendrá elmismo porcentaje de composición:88.81% de oxigeno y 11.19% dehidrógeno y su composición no variará,siendo su fórmula H2O , es decir 2H :O

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Ley de las Proporciones Definidas:

Se mantiene la proporción de pesos

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de plomode plomo

de plomo

de plomo

de azufre

de azufre

de azufre

de sulfuro de plomo

de sulfuro

de plomo

de sulfuro

de plomo

Azufre

(sobrante)

plomo

(sobrante)

PORCENTAJE DE COMPOSICIÓN

Ej:Calcule el % de composición de cada uno de los elementos en el K2Cr2O7.

A- Calcule el peso molecular, multiplicando los pesos atómicos de los elementos presentes por el número de veces que aparecen:

2K = 39.102 gx2 = 78.204 g

2Cr = 51.992g x2 = 103.984 g

7O = 15.999g x7 = 111.993 g

294.181 g

B- Calcular el % de C/ elemento, de la siguiente manera:

% de C/elemento = Peso aportado de ese elemento x 100

Peso molecular

% K = 78.204 g /294.181 g x 100 = 26.58 % de K

% Cr= 103.984g / 294.181 g x 100 = 35.35 % de Cr

% O = 111.993 g / 294.181g x 100 = 38.0 % de O20

Ejercicio: Calcule el % de composición

de C/ elemento en el Ba3(AsO4)2

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CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS EN

ECUACIONES QUÍMICAS

Los coeficientes que balancean la ecuación indican

la cantidad de moles de reactivos y de productos,

participantes en la reacción, que pueden ser

trasladados a cantidades de masas.

2Ag (s) + S(s) → Ag2S (s)

2 moles de Ag 1 mol S ---> 1 mol Ag2S

2 (107.87g) 1(32.064 g) 1(247.8 g)

215.74 g de Ag + 32.064g S = 247.8 g de Ag2S

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Recomendaciones para realizar cálculos

Estequiométricos en ecuaciones químicas.

1- Deben hacerse exclusivamente en la ecuación

balanceada. Si no se halla balanceada, debe balancearse.

2- Debe concretarse exclusivamente a lo solicitado. Si le

dan moles y le piden cálculo de moles y no de gramos no

es necesario calcular los pesos moleculares.

3- Si le piden gramos entonces si deberá calcular los pesos

involucrados en la pregunta, no es necesario calcular los

pesos de todos los participantes, sino solo los que le piden

y se relacionan con la pregunta.

4- En todo caso cada pregunta solo relaciona dos

componentes de la ecuación.23

Ej 1-¿Cuántas moles y milimoles de Ag2S

pueden ser preparados a partir de 0.4 moles de

plata (Ag)?

2 Ag (s) + S(s) → Ag2S (s)

Cálculos:

Moles de Ag2S = 1 mol de Ag2S x 0.4 moles Ag

2 moles Ag

= 0.2 moles de Ag2S

El primer factor : 1mol Ag2S/ 2moles de Ag. Es la

relación molar que nos indica la ecuación

balanceada, el otro dato nos lo da el problema (0.4

moles Ag)

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mmoles de Ag2S= 1000mmoles*de Ag2S x 0.4 moles de Ag

2 moles de Ag

= 200 mmoles de Ag.

*Recordar 1mol = 1000mmoles.

El primer factor (1mol ó 1000mmoles de Ag2S / 2 moles de Ag)

lo obtenemos de la ecuación balanceada, el otro dato lo da

el problema (0.4 moles de Ag).

Note: Que solo relacionamos los datos que tenían que ver con

lo solicitado no debemos de calcular ni obtener datos de las

otras sustancias presentes en la ecuación que no se

relacionan con los datos del problema.

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3) Dada la ecuación, calcular:3Cu + 8 HNO3→ 3 Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

a) Moles de H2O formados a partir de 50 milimoles de Cu.

Moles H2O = 4 moles H2O x 1mol de Cu x 50mmoles Cu

3moles de Cu 1000mmoles de Cu

= 0.066 moles de H2O

*Recordar que 1mol = 1000 mmoles

b-Moles de HNO3 necesarios para preparar 80g de Cu(NO3)2

Moles de HNO3 = 8 moles de HNO3 x 1mol Cu(NO3)2 x 80 g Cu(NO3)2

3 moles de Cu(NO3)2 187.65 g Cu(NO3)2

= 1.136 moles de HNO3

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El oxido de hierro (III) Reacciona con carbono para

dar hierro y monóxido de carbono. De acuerdo a la

siguiente reacción.

Fe2O3 (s) + 3 C (s) → 2 Fe (s) + 3 CO (g)

Esta balanceada, por eso puede proceder a hacer los cálculos

¿Cuántos gramos de C se requieren para

reaccionar con 2.5 moles de Fe2O3?

En éste caso se relacionan dos datos, los cuales se

hallan del lado de los reactivos.

gC = 12.011g C x 3 moles de C x 2.5 moles de Fe2O3 =

1 mol de C 1mol Fe2O3

= 90.08 g C

27

En base al problema anterior resuelva: Cuantos gramos

de CO se producen cuando reaccionan 16 g de C?

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Para la siguiente reacción, calcule lo solicitado:

( Recuerde balancear la ecuación primero )

C2H6+ O2→ CO2+ H2Oa) ¿Cuántas mmoles de C2H6 se necesitan para producir

75 g de CO2?

b) ¿Cuantos gramos de H2O pueden producirse a partir

de 62.5 g de C2H6 ?

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De acuerdo a la siguiente reacción *: Calcule

CaSO3 + HCl → CaCl2 + SO2 + H2O

a- moles de SO2 formados a partir de 320 g de CaSO3.

b- g de HCl, necesarios para combinarse con 100 g

de CaSO3.

( *Acuérdese de balancear la ecuación antes). 30

La siguiente reacción muestra la conversión de Acido

láctico a ácido pirúvico que ocurre en la

Glucólisis. De acuerdo a la siguiente reacción:

CH3CHOHCOOH → CH3COCOOH

Calcule cuantos miligramos de ácido pirúvico se

obtienen cuando reaccionan 0.007 moles de ácido

láctico:

31

Resuelva ejercicio 6.47 ( pag233),VER RESPUESTA PAG:

254)

32

Resuelva prob.6.53 del libro de texto (

pag235, ver respuesta en pág.. 254)

33