La Estequiometría es el campo de la química que estudia las relaciones entre las cantidades que intervienen en cada reacción química. Se fundamenta en las reacciones y proporciones que existen entre los elementos que constituyen un compuesto y el manejo de las masas atómicas y moleculares para determinar las cantidades de las sustancias que participan en las reacciones químicas, ya sea como reaccionante o como productos en una reacción química.
El número de Avogadro es la constante de proporcionalidad entre la cantidad de sustancia (mol) y el número de partículas de esa sustancia, y tiene un valor de 6,02 x 10 a la 23,
L = 6,02 x 10 a la 23 moles, moléculas, partículas, etc.
Aspectos de interés especial:
Todos los conocimientos de la estequiometria tienen gran aplicación a nivel industrial como base del desarrollo tecnológico, de allí que todos los compuestos que se elaboran en el país se han seleccionado para estudiar la producción industrial del petróleo, aluminio, hierro, entre otros.
Para un químico, la calidad de la materia prima y el rendimiento práctico del producto son factores importantes que deben analizarse profundamente. Otros dos aspectos que también se deben considerar son: el intercambio energético y la contaminación ambiental, de esta última es importante el tratamiento del agua y la eliminación de sustancias toxicas.
Los cálculos estequiométricos se realizan con las reacciones químicas y se basan en las leyes ponderales, a saber:
Ley de la Conservación de la Masa: “en toda reacción química, la masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la masa total de los productos de la reacción”
Ley de las proporciones Definidas: “las proporciones en las que se encuentran los distintos elementos que forman un compuesto son constantes e independientes del proceso seguido para su formación”
Ley de las Proporciones Múltiples: “las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos, están en una relación de números enteros sencillos”
Ley de los Volúmenes de Combinación: “en las reacciones químicas en las que intervienen gases, los volúmenes de las sustancias que reaccionan y los volúmenes de las que se obtienen de la reacción están en una relación de números enteros sencillos, siempre y cuando la presión y la temperatura permanezcan constante”.
Al reactivo que se consume totalmente en una reacción química se llama reactivo limitante o reactivo límite; de él depende la cantidad máxima de producto que se forma. El reactivo que sobra se llama reactivo en exceso o reactivo excedente.
La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo con la ecuación química, a partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento teórico.
%Rendimiento = (masa del producto obtenido/masa del producto teórico) x 100
Por lo general, las sustancias que intervienen en los procesos químicos contienen impurezas. Estas impurezas representan un peso (masa) adicional que aumenta el peso (masa) de la sustancia pura, lo que afecta la calidad del producto.
Debido a lo anterior, es importante cuantificar las impurezas antes de hacer el calculo estequiométrico, para conocer así, la cantidad real de reactivo puro a partir del cual debemos realizar el calculo.
Con alguna frecuencia en los procesos químicos, se tienen que realizar dos o más reacciones consecutivas para obtener un producto determinado. Como los productos de la primera reacción son los reaccionantes en la segunda reacción y así sucesivamente, no es necesario calcular las masas de las sustancias formadas en las reacciones intermedias. En lugar de esto, se pueden realizar las reacciones molares para obtener la información deseada sobre la reacción final.
Cálculos químicos en los que interviene gases (ver Ley de los Volúmenes de Combinación):
Hasta este momento se ha hecho alusión a los procedimientos empleados para resolver problemas en los que intervienen sólidos y líquidos o sistemas combinados de ellos; sin embargo, son muy frecuentes las reacciones en estado gaseoso, por ello vamos a mencionar algunos conceptos importantes para la elaboración de cálculos estequiométricos basados en sistemas gaseosos.
Hipótesis de Avogadro: en 1811 Amadeo Avogadro relaciono la teoría de Dalton y las experiencias de Gay-Lussac al proponer las dos hipótesis siguientes:
1) Las últimas partículas de los gases elementales no son átomos individuales sino agregados de dos átomos (molécula). Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, entre otros, son gases diatómicos.
2) Volúmenes iguales de todos los gases, bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen un número idéntico de moléculas.
Volumen Molar:
Es el volumen que ocupa el mol de cualquier gas, medido en condiciones normales de presión y temperatura (760 mm Hg de presión, es decir, 1 atm y 0 °C de temperatura), dicho volumen tiene un valor de 22,4 litros.
El número de Avogadro es la constante de proporcionalidad entre la cantidad de sustancia (mol) y el número de partículas de esa sustancia, y tiene un valor de 6,02 x 10 a la 23,
L = 6,02 x 10 a la 23 moles, moléculas, partículas, etc.
Aspectos de interés especial:
Todos los conocimientos de la estequiometria tienen gran aplicación a nivel industrial como base del desarrollo tecnológico, de allí que todos los compuestos que se elaboran en el país se han seleccionado para estudiar la producción industrial del petróleo, aluminio, hierro, entre otros.
Para un químico, la calidad de la materia prima y el rendimiento práctico del producto son factores importantes que deben analizarse profundamente. Otros dos aspectos que también se deben considerar son: el intercambio energético y la contaminación ambiental, de esta última es importante el tratamiento del agua y la eliminación de sustancias toxicas.
Los cálculos estequiométricos se realizan con las reacciones químicas y se basan en las leyes ponderales, a saber:
Ley de la Conservación de la Masa: “en toda reacción química, la masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la masa total de los productos de la reacción”
Ley de las proporciones Definidas: “las proporciones en las que se encuentran los distintos elementos que forman un compuesto son constantes e independientes del proceso seguido para su formación”
Ley de las Proporciones Múltiples: “las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos, están en una relación de números enteros sencillos”
Ley de los Volúmenes de Combinación: “en las reacciones químicas en las que intervienen gases, los volúmenes de las sustancias que reaccionan y los volúmenes de las que se obtienen de la reacción están en una relación de números enteros sencillos, siempre y cuando la presión y la temperatura permanezcan constante”.
Al reactivo que se consume totalmente en una reacción química se llama reactivo limitante o reactivo límite; de él depende la cantidad máxima de producto que se forma. El reactivo que sobra se llama reactivo en exceso o reactivo excedente.
La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo con la ecuación química, a partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento teórico.
%Rendimiento = (masa del producto obtenido/masa del producto teórico) x 100
Por lo general, las sustancias que intervienen en los procesos químicos contienen impurezas. Estas impurezas representan un peso (masa) adicional que aumenta el peso (masa) de la sustancia pura, lo que afecta la calidad del producto.
Debido a lo anterior, es importante cuantificar las impurezas antes de hacer el calculo estequiométrico, para conocer así, la cantidad real de reactivo puro a partir del cual debemos realizar el calculo.
Con alguna frecuencia en los procesos químicos, se tienen que realizar dos o más reacciones consecutivas para obtener un producto determinado. Como los productos de la primera reacción son los reaccionantes en la segunda reacción y así sucesivamente, no es necesario calcular las masas de las sustancias formadas en las reacciones intermedias. En lugar de esto, se pueden realizar las reacciones molares para obtener la información deseada sobre la reacción final.
Cálculos químicos en los que interviene gases (ver Ley de los Volúmenes de Combinación):
Hasta este momento se ha hecho alusión a los procedimientos empleados para resolver problemas en los que intervienen sólidos y líquidos o sistemas combinados de ellos; sin embargo, son muy frecuentes las reacciones en estado gaseoso, por ello vamos a mencionar algunos conceptos importantes para la elaboración de cálculos estequiométricos basados en sistemas gaseosos.
Hipótesis de Avogadro: en 1811 Amadeo Avogadro relaciono la teoría de Dalton y las experiencias de Gay-Lussac al proponer las dos hipótesis siguientes:
1) Las últimas partículas de los gases elementales no son átomos individuales sino agregados de dos átomos (molécula). Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, entre otros, son gases diatómicos.
2) Volúmenes iguales de todos los gases, bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen un número idéntico de moléculas.
Volumen Molar:
Es el volumen que ocupa el mol de cualquier gas, medido en condiciones normales de presión y temperatura (760 mm Hg de presión, es decir, 1 atm y 0 °C de temperatura), dicho volumen tiene un valor de 22,4 litros.
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