Cálculos Estequiométricos
Para
resolver problemas que impliquen cálculos estequiométricos se precisan cuatro etapas:
primero, se escribe la ecuación química balanceada, luego, se convierte a moles
la información suministrada en el problema, a continuación se analizan las
relaciones molares en la ecuación química y finalmente, se pasa de moles a la
unidad deseada.
Reactivo Limite y Reactivo en Exceso
Al
reactivo que se consume totalmente en una reacción química se le llama reactivo
limitante o reactivo límite; de él depende la cantidad máxima de producto que
se forma. Cuando la reacción cesa es porque el reactivo límite ha reaccionado
hasta consumirse por completo. El reactivo que sobra se llama reactivo en
exceso o reactivo excedente.
Para
explicar estos conceptos, analicemos el siguiente ejemplo. Supongamos que
disponemos de cuatro rebanadas de jamón y seis trozos de pan y deseamos hacer
tantos emparedados como sea posible, utilizando dos trozos de pan y una
rebanada de jamón por cada uno. Un cálculo rápido deja ver que solo se pueden
hacer solo tres emparedados, pues solamente se tienen seis trozos de pan y no
alcanza para utilizar todo el jamón disponible. El pan representa el reactivo límite
y la rebanada de jamón sobrante representa el reactivo en exceso. Por lo tanto,
la cantidad de producto (emparedados) se calcula con base en el reactivo límite,
para nuestro ejemplo, el pan,
Rendimiento de las Reacciones Químicas
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.
Por muchas
razones, la cantidad de producto que se obtiene en el laboratorio o la
industria, en una reacción química, puede ser menor que la cantidad teóricamente
posible. Algunas de las razones son las siguientes:
(1)
Falta de cuidado al manipular el producto obtenido.
(2)
Las condiciones de la reacción no son las adecuadas, por ejemplo, la
temperatura o presión del sistema de reacción no son las ideales para el
proceso.
(3)
La separación del producto deseado de la mezcla de reacción es muy difícil y no
todo el producto logra aislarse.
(4)
En algunos casos, un conjunto particular de reactivo da lugar a dos o más
reacciones simultáneas, formando productos indeseables además de los deseados.
(5)
La calidad o pureza de las materias primas no es óptima.
La
cantidad real de producto que se obtiene se denomina rendimiento real. El rendimiento
real de una reacción se expresa en términos de % mediante la siguiente expresión:
%rendimiento
= (masa del producto obtenido / masa producto teórico) x 100
Pureza de Reactivos y Productos
Por
lo general, las sustancias que intervienen en los procesos químicos contienen
impurezas. Estas impurezas representan un peso adicional que aumenta el peso 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.
Cálculos en Reacciones Consecutivas
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 utilizar
las relaciones molares para obtener la información deseada sobre la reacción final.
Cortesia: Editorial santillana
