Sesión 4 - Cálculos estequiométricos. Rendimientos de reacciones y mezclas

CÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOS

¿Qué son los cálculos estequiométricos?

Los cálculos estequiométricos son aquellos que se realizan sobre la base de las relaciones de masa de los elementos o compuestos que intervienen en una reacción química.

El primer paso para realizarlos es balancear la reacción química de interés. Asimismo, deben conocerse las fórmulas correctas de los compuestos que intervienen en el proceso químico.

Los cálculos estequiométricos se basan en la aplicación de un conjunto de leyes, entre las cuales están las siguientes: La ley de conservación de la masa; la ley de las proporciones definidas o de La Composición constante; y por último, la ley de las proporciones múltiples.

Etapas:

Las etapas van a depender del tipo de problema planteado, así como de su complejidad.

Dos situaciones comunes son:

Reaccionan dos elementos para originar un compuesto y se conoce solo la masa de uno de los elementos reaccionantes.
Se desea conocer la masa desconocida del segundo elemento, así como la masa del compuesto resultante de la reacción.

Por lo general, en la resolución de estos ejercicios debe seguirse el siguiente orden de etapas:

Establecer la ecuación de la reacción química.
Balancear la ecuación.
La tercera etapa es, mediante el uso de los pesos atómicos de los elementos y los coeficientes estequiométricos, obtener la proporción de las masas de los elementos reaccionantes.
Después, mediante el uso de la ley de las proporciones definidas, una vez conocidas la masa de un elemento reaccionantes y la proporción con que reacciona con el segundo elemento, conocer la masa del segundo elemento.
Y la quinta y última etapa, si se conoce las masas de los elementos reactantes, su suma permite calcular la masa del compuesto producido en la reacción. En este caso, se obtiene esta información basándose en la ley de la conservación de la masa.

Ejercicio

RENDIMIENTO DE REACCIONES

Es la cantidad de producto obtenido en una reacción química. El rendimiento absoluto puede ser dado como la masa en gramos o en moles (rendimiento molar). El rendimiento fraccional, rendimiento relativo o rendimiento porcentual, que sirve para medir la efectividad de un procedimiento de síntesis, es calculado al dividir la cantidad de producto obtenido en moles por el rendimiento teórico en moles:

Factores que influyen en una reacción

El rendimiento puede ser menor que 100 % por :

Pureza de los reactivos.
Los reactivos pueden participar en otras reacciones distintas a las que no interesa. Estas son las llamadas reacciones secundarias y los productos no deseados se llaman subproductos. El rendimiento del producto principal se reduce en la medida en la que tienen estas reacciones secundarias.
El producto de la reacción rara vez aparece en forma pura y se puede perder algo de producto al manipularlo en la etapas de purificación que requiera.
Reacciones reversibles. Parte del producto puede reaccionar nuevamente para dar reactivos y nuevamente producto.

Ejercicios

Rendimiento de Mezclas

Permite calcular el rendimiento de mezclas dosificadas en peso o dosificadasen volumen.El rendimiento o producción (R) es el volumen de concreto fresco que sepuede producir con unas cantidades conocidas de ingredientes. Se determinapor el método del peso volumétrico. Sirve para calcular el contenido real decemento o para verificar el volumen de las entregas contra el volumen medidoen el sitio, ya que el concreto premezclado se vende por volumen de concretofresco. Contabilizando la cantidad total de agua incorporada se puede verificarla relación agua/cemento.

Permite calcular el rendimiento de mezclas dosificadas en peso o dosificadas en volumen. El rendimiento o producción (R) es el volumen de concreto fresco que se puede producir con unas cantidades conocidas de ingredientes. Se determinar por el método del peso volumétrico. Sirve para calcular el contenido real de cemento o para verificar el volumen de las entregas contra el volumen medido en el sitio, ya que el concreto premezclado se vende por volumen de concreto fresco. Contabilizando la cantidad total de agua incorporada se puede verificarla relación agua/cemento.