Cálculos Estequiométricos

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

Una ecuación química ajustada nos informa de la proporción en la que intervienen las distintas sustancias en la reacción química. Así, si conocemos la masa o el volumen de algunos de los reactivos o productos, podremos calcular la masa o el volumen de las otras sustancias. Para ello, antes debemos definir la cantidad de sustancia.

Cantidad de sustancia

¿Cuántas partículas contiene 1kg de hierro? El número de átomos o moléculas que hay en una masa determinada de sustancia es muy elevado, incluso si hablamos de masas pequeñas. Como resulta incómodo trabajar con esas cifras, los científicos creyeron conveniente introducir una nueva magnitud que fuese fácil de manejar. Definieron entonces la cantidad de sustancia, n, cuya unidad en el SI es el mol.

• Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas partículas como átomos hay en 0,012 kg de carbono-12.

Constante de Avogadro

Este número de partículas es constante, 6,022 · 10²³, y se conoce como constante de Avogadro, N_A. Por lo tanto:

• Un mol de átomos equivale a 6,022 · 10²³ átomos.

• Un mol de moléculas equivale a 6,022 · 10²³ moléculas.

Masa molar

La magnitud que relaciona el mol con la masa se denomina masa molar, M, y es la masa de un mol en la sustancia.

• Se mide en g/mol y su valor numérico coincide con el de la masa molecular relativa, Mr, en el caso de compuestos, o la masa atómica relativa, Ar, si se trata de elementos. Recordemos que las masas atómicas y moleculares relativas no tienen unidades.

Volumen molar

Para expresar el volumen de un gas, hay que indicar la presión, y la temperatura a la que se ha medido, ya que se produce una variación importante del volumen al cambiar alguna de las dos.

Se han establecido como condiciones estándar de presión y temperatura: 105 Pa y 273 K, respectivamente. En esta situación, 1 mol de cualquier gas ocupa 22,7L.

• El volumen molar, V_M, de un gas es el volumen que ocupa un mol de gas. En condiciones estándar:

VM = 22,7 g/mol.

CÁLCULOS CON MASAS Y VOLÚMENES

1. Escribimos y ajustamos la ecuación química correspondiente.

2. Convertimos a moles el dato de partida

3. Aplicamos la relación molar entre la sustancia que nos dan y la que queremos conocer, según los coeficientes de la ecuación química ajustada.

4. Calculamos la masa o el volumen de la sustancia requerida.