Ejercicios de estequiometría: rendimiento, pureza, reactivo limitante y en exceso

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Resumen

Colección de ejercicios de estequiometría organizada en tres bloques: reacciones para calcular rendimiento y pureza, ecuaciones para identificar el reactivo limitante y el reactivo en exceso, y factores de conversión de masa frecuentes. El texto presenta las reacciones sin desarrollar los cálculos, por lo que sirve sobre todo como material de práctica.

Puntos clave

  • El rendimiento y la pureza se calculan en los procesos químicos a partir de reacciones como la del CaF2 con H2SO4 o la descomposición del KClO3.
  • El reactivo limitante es el que se consume primero y determina la cantidad máxima de producto; el reactivo en exceso queda sobrante.
  • En la reacción 2H2 + O2 → 2H2O, se combinan dos moles de hidrógeno con un mol de oxígeno.
  • Equivalencias útiles: 1 kg = 1000 g y 1 libra = 453.592 g.
  • El texto incluye ejemplos como Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 y CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2.

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Ejercicios y Ecuaciones de Estequiometría

Rendimiento y Pureza

En esta sección se presentan diversas reacciones químicas fundamentales para el cálculo de rendimiento y pureza en los procesos químicos:

  • $ ext{CaF}_2 + ext{H}_2 ext{SO}_4 ightarrow ext{CaSO}_4 + 2 ext{HF}$
  • $2 ext{NaCl} + ext{H}_2 ext{SO}_4 ightarrow ext{Na}_2 ext{SO}_4 + 2 ext{HCl}$
  • $2 ext{KClO}_3 ightarrow 2 ext{KCl} + 3 ext{O}_2$
  • $ ext{H}_2 + ext{Cl}_2 ightarrow 2 ext{HCl}$ («hidrógeno» con exceso de «cloro»)
  • $ ext{Mg} + 2 ext{HCl} ightarrow ext{MgCl}_2 + ext{H}_2$ («ácido clorhídrico» con «magnesio»)
  • $ ext{CaH}_2 + 2 ext{H}_2 ext{O} ightarrow ext{Ca(OH)}_2 + 2 ext{H}_2$ («hidruro de calcio» con exceso de «agua»)
  • $2 ext{KOH} + ext{H}_2 ext{SO}_4 ightarrow ext{K}_2 ext{SO}_4 + 2 ext{H}_2 ext{O}$
  • $ ext{Ca}_3 ext{P}_2 + 6 ext{H}_2 ext{O} ightarrow 3 ext{Ca(OH)}_2 + 2 ext{PH}_3$ («fosfuro de calcio» y «agua»)
  • $2 ext{BaO}_2 ightarrow 2 ext{BaO} + ext{O}_2$ (descomposición de «peróxido de bario»)
  • $2 ext{NaSO}_4 + ext{HCl} ightarrow 2 ext{HSO}_4 + 2 ext{NaCl}$ (cloruro de sodio y ácido sulfúrico en el producto)
  • $ ext{CH}_3 ext{OH} + ext{CO} ightarrow ext{CH}_3 ext{COOH}$ (metanol líquido y monóxido de carbono)

Reactivo Limitante (RL) y Reactivo en Exceso (RE)

Identificación y cálculo de reactivos limitantes y reactivos en exceso en las siguientes ecuaciones estequiométricas:

  • $2 ext{NaI} + ext{Pb(NO}_3)_2 ightarrow ext{PbI}_2 + 2 ext{NaNO}_3$ («nitrato plumboso» con «yoduro de sodio»)
  • $ ext{NaOH} + ext{HCl} ightarrow ext{NaCl} + ext{H}_2 ext{O}$ («hidróxido de sodio» con «cloruro de hidrógeno»)
  • $ ext{Ca}_3 ext{P}_2 + 6 ext{H}_2 ext{O} ightarrow 3 ext{Ca(OH)}_2 + 2 ext{PH}_3$ («fosfuro de calcio» y «agua»)
  • $ ext{H}_2 ext{SO}_4 ightarrow ext{H}_2 ext{O} + ext{SO}_3$ (producción de «ácido sulfúrico»)
  • $6 ext{HCl} + 2 ext{Al} ightarrow 2 ext{AlCl}_3 + 3 ext{H}_2$ («cloruro de hidrógeno gaseoso» y «viruta de aluminio metálico»)
  • $ ext{Zn} + ext{S} ightarrow ext{ZnS}$ («sulfato de zinc» como producto)
  • $2 ext{Al} + 5 ext{Cl}_2 ightarrow 2 ext{AlCl}_3$ («cloruro de aluminio» como producto)
  • $2 ext{HCl} + ext{Zn} ightarrow ext{H}_2 + ext{ZnCl}_2$ (producir «gas hidrógeno»)
  • $2 ext{H}_2 + ext{O}_2 ightarrow 2 ext{H}_2 ext{O}$ («hidrógeno» con «oxígeno»)

Factores de Conversión de Unidades Útiles

Equivalencias de masa frecuentemente utilizadas en los cálculos estequiométricos:

  • $1 ext{ kg} = 2.2 ext{ libras}$
  • $1 ext{ libra} = 453.592 ext{ g}$
  • $1 ext{ kg} = 1000 ext{ g}$

Preguntas frecuentes

¿Qué es el reactivo limitante?

Es el reactivo que se consume por completo primero en una reacción y, por tanto, limita la cantidad de producto que puede formarse. El reactivo que sobra se denomina reactivo en exceso.

¿Cuántos gramos hay en una libra?

Según el documento, 1 libra equivale a 453.592 g. Además, 1 kg equivale a 2.2 libras y a 1000 g.

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Test

1. Según el documento, ¿cuántos gramos equivalen a 1 kg?
2. ¿Qué reactivo determina la cantidad máxima de producto que puede formarse?
3. ¿Cuántos moles de H2 se necesitan para reaccionar con 1 mol de O2 según 2H2 + O2 → 2H2O?
4. ¿Qué producto se forma en la reacción Mg + 2HCl → MgCl2 + H2?
5. ¿Cuál es el resultado de la descomposición del peróxido de bario según el documento?
6. ¿Cuántas libras equivalen a 1 kg según el documento?

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