Estequiometría de las Reacciones Químicas: Fundamentos

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
PERÍODO 2020 A
FUNDAMENTOS DE QUÍMICA
Clase No:
33
Tema de la clase:
ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
Parte de la Química que se encarga del estudio CUANTITATIVO de los reactivos y productos en el transcurso de una
reacción química.
 La cantidad de reactivos y productos que participan en una reacción química se pueden expresar en unidades
de masa (g), de volumen (L) o de cantidad de sustancia (mol), como se muestra a continuación:
Cantidad de
sustancia
Masa
Cantidad de
sustancia
Volumen
Volumen
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
 Son relaciones cuantitativas que se pueden establecer al relacionar los coeficientes estequiométricos de una
ecuación química balanceada.
Ejemplo:
Relaciones estequiométricas posibles
Reactivo-Reactivo
(R/R)
Producto-Producto
(P/P)
Reactivo-Producto
(R/P)
Producto-Reactivo
(P/R)

¿CÓMO RECONOCER LOS DATOS PROPORCIONADOS EN UN ENUNCIADO?
Para empezar con el estudio de la estequiometría hay que tener en cuenta que LA ESTEQUIOMETRÍA ES PURA Y
TEÓRICA, esto quiere decir que los reactivos usados para aplicar estequiometría deben ser puros y los productos
calculados por estequiometría son teóricos.
 En caso de que los reactivos no sean puros, se puede usar la ecuación de la pureza para determinar la parte
pura y así poder aplicar la estequiometría.
 Los productos calculados por estequiometría siempre serán teóricos porque los calculé con lápiz, papel y
calculadora, pero si necesito que estos productos sean experimentales como los determinados en un
laboratorio puedo aplicar la ecuación del rendimiento.
Resumen gráfico de la terminología usada en los enunciados de ejercicios de estequiometría:
REACTIVOS
PUROS
PRODUCTOS
TEÓRICOS
Reactivos
Impuros:
Minerales,
comerciales, etc.
Puros:
100% esa
sustancia, son
caros
Productos
Experimentales
o reales:
DATO
(obtenidos en
un laboratorio)
Teóricos:
Calculados con
+
(A partir del R.L)
+
(A partir del R.L)
Rx. igualada
Moles teóricas
Coeficientes
estequiométricos.
Moles reales
DATOS
El porcentaje de pureza es propio de cada reactivo
El rendimiento es de la reacción no es
propio de cada producto

Ejercicio de aplicación:
 Se combustiona 100 g de metano, de acuerdo con la siguiente reacción:
Determine:
a) La masa de oxígeno necesario para consumir por completo los 100 g de metano.
Estequiometría (R/R):
b) La masa de anhídrido carbónico producido si se consumen por completo los 100 g de metano.
Estequiometría (R/P):
c) La masa de agua producida si se consumen por completo los 100 g de metano.
Estequiometría (R/P):
d) El volumen de AIRE (a CN) necesario para consumir por completo los 100 g de metano.
Estequiometría (R/P):
Hay que recordar que el aire es una mezcla homogénea formada por nitrógeno y oxígeno, en los
siguientes porcentajes en volumen:
REACTIVOS EN CANTIDADES ESTEQUIOMÉTRICAS
Se dice que los reactivos están en cantidades estequiométricas cuando los reactivos están en cantidades justas, es decir
que, no sobran ni faltan, sino que se consumen todos por completo formando el producto.
Ejemplo :
Las recetas de cocina suelen ser en cantidades estequiométricas porque nos indican de forma exacta la cantidad de
cada ingrediente que debemos añadir para formar el plato deseado.
 Nunca en una receta de cocina nos pide 100 kg de arroz para sólo
consumir 200 g, ¿no cierto?
 Tampoco, en una receta de cocina se nos pide 200 g de arroz para
preparar el plato con 300 g, ¿verdad?
 Se nos pide siempre las cantidades justas, que no sobre ni que falte.

REACTIVO LIMITANTE Y REACTIVO EN EXCESO
Es muy raro encontrar que las reacciones químicas (en la vida real) se den en cantidades estequiométricas, por lo
general suele haber un reactivo que se consume por completo y otro u otros que sobran. Por tal motivo hay que
calcular el reactivo limitante y el o los reactivos en exceso.
 El reactivo limitante es el reactivo que se consume por completo, por lo tanto el que limita la cantidad de
producto formado.
 El reactivo en exceso es el reactivo del cual una parte si reaccionó formando el producto, pero la cantidad
disponible de este reactivo era más de la que se necesitaba, por lo tanto sobra una cantidad a la que se llama
exceso.
Calcular el reactivo limitante es de suma importancia y para comprender esta verdad analizaremos 3 ejemplos:
Ejemplo 1: TAN FACIL COMO PREPARAR UN SÁNDUCHE
Hacer un sánduche de jamón
+
+
+
+
3 PANES
3 LECHUGAS
3 TOMATES
2 JAMONES
MAYONESA (ex)
¿? SÁNDUCHES
Sobra 1 pan
Sobra 1
lechuga
Sobra 1
tomate
Se acabó
No sobró
Ya sabía que iba a sobrar desde un
inicio
2 sánduches
R. Exceso
R. Exceso
R. Exceso
R. Limitante
R. Exceso
 El reactivo limitante es el jamón ya que esté fue el que limitó la cantidad de sánduches iguales que se pudieron
preparar.
 Hay dos tipos de reactivos en exceso:
 Reactivos que sólo cuando estoy resolviendo el problema puedo saber que están en exceso.
Ejemplo: Pan, lechuga, tomate
 Reactivos que desde el principio ya conocía que estaban en exceso.
Ejemplo: Mayonesa

Ejemplo 2: APLICANDO EL SENTIDO COMÚN
Hacer una fogata en un parque
Elementos necesarios para hacer una reacción de
combustión
C
O2
O2
O2
PARQUE
QUITO
MUNDO
Cuando vamos al parque y hacemos una fogata, ¿cuál es el reactivo que limita la reacción?. Dicho en otras palabras
¿cuál es el reactivo que se acaba primero?
Respuesta: La leña, ¿verdad?
Porque cuando la leña se acaba o se ha consumido por completo, la fogata se apaga y obviamente dejaría de producir
calor y anhídrido carbónico que es su producto.
¿Necesitaste calcular el reactivo limitante con estequiometría?
No, sólo usamos el sentido común. Entonces de la misma forma entenderás la importancia que tiene calcular el reactivo
limitante, porque la cantidad de anhídrido carbónico  está ligada a la cantidad de leña (idealmente carbono), ya
que al momento en se agota se detiene la reacción y por ende la producción de calor y dióxido de carbono .
¡Esto se va a descontrolar!
Sería absurdo que para esta fogata
calcules la cantidad de anhídrido
carbónico  a partir del oxígeno
del mundo ya que de ser así la
reacción se terminaría una vez que
se haya consumido todo el aire del
mundo y para esto se consumiría
todo el material que sea
combustible (personas, parques,
animales, etc).
Entonces, si no mueres quemado
mueres por asfixia.