Estequiometria

ESTEQUIOMETRIA

Es la encargada de hacer cálculos matemáticos a partir de ecuaciones químicas balanceadas, una ecuación química balanceada permite averiguar las cantidades de reactantes  que se requieren para formar cierta cantidad de producto. Se basa en las leyes cuantitativas de la combinación química o leyes ponderales.

Cuando John Dalton formuló la primera teoría atómica, concordó también con una ley enunciada por el químico francés Joseph-Louis Proust (1754-1826), en 1799, quien descubrió que muestras diferentes de un mismo compuesto siempre tienen los mismos elementos y en la misma proporción en masa.
Por ejemplo, el agua contiene 8 gramos de oxígeno por cada gramo de hidrógeno, y esta proporción O:H = 8:1 se mantiene inalterada en el agua pura, sin importar su lugar de origen. Esto correspondería a lo que Proust anunció como la ley de Proust o ley de las proporciones definidas, que establece que todo compuesto tiene una composición definida en masas de combinación.
Dalton concluyó que los átomos se combinaban para formar los compuestos y siempre que lo hacían era en una proporción de números enteros sencillos. Por ejemplo: cuando se combinan dos elementos químicos A y B para formar un compuesto AB, y utilizamos una cantidad cualquiera de estos elementos, “sobrará” una porción del elemento que está en exceso. Una representación gráfica de esto sería la siguiente: 

Figura 1: Reacción entre 3 moles de A, 5 de B para dar 3 de AB y 2 de B

John Dalton enunció la ley de Dalton o ley de proporciones múltiples, que establece que si dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, al mantener constante la masa de uno de los elementos, las masas de combinación del otro elemento se encuentran en una relación de números enteros sencillos. 

CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS

Los cálculos estequiométricos se basan en las relaciones fijas de combinación que hay entre las sustancias, dichas relaciones se indican por los subíndices numéricos que aparecen en las fórmulas y por los coeficientes de las ecuaciones balanceadas. Estos requieren una unidad química que relacione los pesos de los reactantes con los pesos de los productos (mol).
Uno ejemplo de ejercicios con cálculos estequiometricos con procedimiento son los siguientes:

·Al hacer reaccionar 10 gramos de dioxido de sulfuro del 75 % con 50 gramos de trioxido di hierro al 50 %, produciendo tan solo 80%de pureza del disulfuro  de hierro.Determine el reactivo limite, la cantidad de gramos sobrantes y la pureza de los reactivos y la cantidad de pureza de los productos.

Fe2O3 2(55.84*2)+(16*3) =319,36 gr	SO2 8(32,06 +16*2) = 512,48 gr	FeS2 4(55,84+32,06*2) =479,84 gr		O2 11(16*2) =352 gr
50 gr Fe2O3 Del 50 %	75 gr del SO2  del    10%	80 % de pureza FeS2		xxxxxxxxxxxxxxx
DESARROLLO DEL PROBLEMA
Se establece la pureza del reactivo Fe2O3 A partir del porcentaje y los gramos X% = (50% * 50 gr Fe2O3 )/100%= 25gr Fe2O3			Se establece la pureza del reactivo SO2 a  partir del porcentaje y los gramos X% = (10% * 75 gr SO2)/100%= 7,5gr SO2
CALCULO DEL REACTIVO AL LIMITE
Calculo del reactivo B a partir del reactivo A= (25gr Fe2O3* 512,48 gr SO2)/319,36gr Fe2O3 resultados de proporción=40,117 gr SO2			Calculo del reactivo A a partir del reactivo B= (7,5gr SO2 * 319,36 gr Fe2O3  )/512,48gr SO2 resultados de proporción=4,673gr Fe2O3
Comparación de Valores En Gramos De Cada Reactivo
Lo Real:25 gr Fe2O3 Lo Teórico: 4.673 gr Fe2O3			Lo Real:7.5 gr SO2 Lo Teórico:40.117 gr SO2
Al iniciar la reacción existen  25 gr Fe2O3. Pero se requieren 4.673 gr Fe2O3 para que reaccione con 7.5 gr SO2.  Entonces no alcanza la cantidad de gramos.			Al iniciar la reacción existe 7.5 gr SO2. Pero se requiere 40.117 gr SO2 para que reaccione con 25 gr Fe2O3.  Entonces no alcanza la cantidad de gramos.
Gr. Sobrantes de Fe2O3 25 gr – 4.673 gr= 20.27 gr Rt. En moles: (20.327 gr * 2 n) /319.36= 0.12n			Reactivo al limite es el SO2 con 7.5 gr Rt. En moles : ( 7.5 gr SO2 * 8n)/512.18 gr=0.11n
A partir Del Reactivo Limite se calculan los productos
Producto A: XgrFeS2 : (7.5 gr SO2 *479.84 gr FeS2 ) 512.18gr SO2 =7.02 gr FeS2			Producto B: Xgr O2 : (7.5 gr SO2 * 357 gr O2 ) 512.78gr SO2                  =5.22 grO2
Se Establece El Porcentaje De Pureza
Pureza del producto A: XgrFeS2:(7.02grFeS2*80%)/100% =5.616gr FeS2			Pureza del producto B se calcula en función de la pureza del producto A: XgrO2 : (5.616 grFeS2 * 352 grO2)   479.84 grFeS2 =4.119 gr O2

Solución Argumentativa Del Problema:
Al reaccionar 10 gramos de dióxido de sulfuro  del 75%con 50 gramos de trioxido de hierro al 50% se establece una pureza de 25 gramos del Fe₂O_{3 y de 7.5 del} SO_{2 para luego hallar el reactivo al limite que seria el dióxido de sulfuro y con el 80% de pureza del disulfuro de hierro obtenemos que la pureza del producto a es 5.616 gramos y el producto B con 4.1219 gramos de pureza.}

·Cuantos ramos de hierro se pueden obtener con 0.5 gramos de oxido de carbono del 88% de pureza, si la eficiencia de la reacción es del 95%.

Fe2O3 1(55.84*2)+(16*3) =319,36 gr	CO  3(12.011 +16) = 60.011 gr		Fe 2 *55.84 =111.68 gr		CO2 3(12.011+16*2) =68.033 gr
xxxxxxxxxxxxxxxxxx	0.5 gr del CO  del   85% de pureza		Cuantos gramos Fe		xxxxxxxxxxxxxxx
Se establece la pureza del reactivo CO A partir del porcentaje y los gramos X% = (85% *0.5 grCO )/100%= 0.425grCO				Cantidad  del reactivo B Xgr Fe2O3  = (319,36grFe2O3*0.425grCO) 60.011 gr CO = 2.40 grFe2O3
Calculo De La Eficiencia
Se halla la cantidad de gramos del producto a partir de la proporción del reactivo puro.		Proporcion en gramos de Fe wgrFe: (0.42 grCO*111.68 grFe) 60.011 gr CO Resultado de proporción=0.78gr Fe
Caulcular la eficiencia 95% del Fe		Eficiencia en gramos de Fe xgrFe=(0.78gr Fe *95%)/100% Resultado :0.741 gr Fe
Eficiencia de CO2 a partir de Fe		Ygr CO2 = (68.033 gr CO2* 0.741 gr Fe) 111.68 grFe Resultado de la eficiencia :0.45 gr CO2

Solución Argumentativa Del Problema:

Al reaccionar 0.5 gramos de monoxido de carbono del 88%  se establece la pureza 0.425 gramos de CO y se halla el reactivo del trioxido di hierro que es de 2.40 gramos realizando después el calculo de la eficiencia para hallar la cantidad de gramos del producto a partir del reactivo puro dándonos como resultado 0.78 gramos de hierro y luego se realiza el calculo de la eficiencia con un porcentaje de 95% para hallar la eficiencia del hierro que es 0.741 gr y a partir de este valor poder llegar a encontara los gramos de dióxido de carbono que es 0.45 gramos.