Unidad 10
Cálculos basados en reacciones químicas
10.1 Concepto de átomo-gramo
Una reacción química adecuadamente balanceada facilita la deducción de las masas y de los volúmenes de las sustancias que intervienen como reactivos o productos.
¿Cuánto reactivo necesito para obtener un producto?
Los cálculos estequiométricos facilitan el determinar los pesos atómicos o moleculares de las sustancias, así como determinar las masas y volúmenes por medio de simples reglas de tres. Para realizar correctamente estos cálculos se requiere de una unidad química que relacione los pesos atómicos de los reactivos con los pesos de las sustancias que actúan como productos.
Para medir masas reales de los elementos químicos se utiliza una unidad de medida llamada átomo-gramo, que se define como la cantidad de un elemento cuya masa es igual a la masa atómica expresada en gramos.
Ejemplos:
1. Si la masa atómica del carbono
es 12, un átomo-gramo de carbono será igual a
12 gramos.
2. Que peso molecular tiene un mol de ácido sulfúrico.
H = 1 gr
O = 16 gr
S = 32 gr
Los multiplicamos por el número de átomos que componen cada elemento del compuesto y encontramos el peso molecular
H = 1gr* 2 = 2
O = 16 gr* 4 = 64
10.2 Número de Avogadro
Número constante de átomos y moléculas para un compuesto o elemento determinado.
Ejemplo:
Calcular el número de átomos existentes en 8 gramos de ácido clorhídrico (HCl).
Para desarrollar el anterior ejercicio calculamos el peso del compuesto
H = 1 gr
Cl = 35,5 gr
Peso molecular = 1 + 35,5 = 36,5 gr
Entonces:
10.3 Cálculos estequiométricos
Son cálculos basados en las reacciones químicas que facilitan el desempeño de la industria química.
10.3.1 Cantidad de producto
Hace referencia a la cantidad de producto, obtenida o preparada a partir de cierta cantidad de reactivo.
Ejemplo:
10.3.2 Reactivo límite
Es el que se encuentra en menor cantidad en una reacción, química, es aquel compuesto que se acaba primero por lo tanto limita la cantidad de producto a obtener.
10.3.3 Porcentaje de producción
El porcentaje de producción es la eficiencia y rendimiento de la reacción está dada por la cantidad de producto obtenido experimentalmente, el cual generalmente es inferior al 100%.
10.3.4 Pureza
Partiendo de la base de que no todos los elementos o sustancias con que se realizan reacciones químicas tienen un grado de pureza del 100%, se hace indispensable tener en cuenta las impurezas que se presentan en los productos. Por ejemplo, si el compuesto H2O tiene un 80% de pureza quiere decir que el 80% es agua pura y el 20% son impurezas.
Ejemplo:
- Observo si la ecuación se encuentra correctamente balanceada.
- Se hallan los pesos de cada una de las sustancias:
Peso atómico del K: 39 gramos
Peso atómico del Cl: 35 gramos
Peso atómico del O: 16 gramos x 3 = 48 gramos
2 KCl: Peso atómico del K: 39 gramos
Peso atómico del Cl: 35 gramos
Peso molecular del KCl: 39 + 35 = 74 gramos, como en la ecuación hay dos moles de KCl, se multiplica el peso molecular por 2:
Peso molecular de 2 KCl = 74 x 2 = 148 gramos.
y se dice:
Resolviendo:
