Estequiometría

La estequiometría es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Se basa en que los átomos no se crean ni se destruyen, solo se reorganizan.

Los 3 Pilares de la Estequiometría

La Ecuación Balanceada: Antes de cualquier cálculo, la ecuación debe cumplir con la ley de Lavoisier. El número de átomos de cada elemento debe ser igual en ambos lados.
El Mol: Es nuestra unidad de medida para pasar del mundo de las moléculas al de los gramos.
Relación Molar: Los coeficientes de la ecuación balanceada nos dicen la proporción exacta en la que reaccionan las sustancias.

Reactivo Limitante y en Exceso

En la práctica, raramente mezclamos los reactivos en proporciones perfectas.

Reactivo Limitante: Es el que se agota primero y detiene la reacción. Él determina cuánto producto se formará.
Reactivo en Exceso: Es el que sobra una vez que el limitante se ha consumido.

Ejemplo Práctico: Síntesis del Agua

Supongamos que tenemos la siguiente reacción balanceada: $2H_2 + O_2 \longrightarrow 2H_2O$

Problema: Si tenemos $10 \text{ g}$ de Hidrógeno ( $H_2$ ) y suficiente Oxígeno, ¿cuántos gramos de agua se producirán?

Paso 1: Convertir gramos de reactivo a moles La masa molar del $H_2$ es $\approx 2 \text{ g/mol}$ . $n(H_2) = \frac{10 \text{ g}}{2 \text{ g/mol}} = 5 \text{ moles de } H_2$

Paso 2: Usar la relación molar Según la ecuación, $2$ moles de $H_2$ producen $2$ moles de $H_2O$ (relación $1:1$ ). Por lo tanto, $5$ moles de $H_2$ producirán $5$ moles de $H_2O$ .

Paso 3: Convertir moles de producto a gramos La masa molar del $H_2O$ es $\approx 18 \text{ g/mol}$ . $\text{masa}(H_2O) = 5 \text{ mol} \times 18 \text{ g/mol} = 90 \text{ g}$

Resultado: Se producirán $90 \text{ g}$ de agua.

Rendimiento de la Reacción

En el laboratorio, los resultados casi nunca son perfectos debido a impurezas o pérdidas materiales.

Rendimiento Teórico: El cálculo máximo (en el ejemplo anterior, $90 \text{ g}$ ).
Rendimiento Real: Lo que obtienes físicamente en la balanza.

$\% \text{ Rendimiento} = \left( \frac{\text{Rendimiento Real}}{\text{Rendimiento Teórico}} \right) \times 100$