Estequiometría: leyes ponderales, reactivo limitante y rendimiento

Resumen

El documento presenta la estequiometría, la rama de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre las cantidades de las sustancias que intervienen en una reacción. Explica las leyes ponderales (conservación de la masa, proporciones definidas y múltiples), los conceptos de reactivo limitante y en exceso, y cómo calcular el rendimiento teórico y real de una reacción.

Puntos clave

La estequiometría estudia las relaciones cuantitativas entre las sustancias de una reacción química.
Ley de conservación de la masa: la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.
Ley de proporciones definidas: un compuesto mantiene proporciones constantes de sus elementos, independientemente de su formación.
Ley de proporciones múltiples: las cantidades de un elemento que se combinan con una cantidad fija de otro están en relación de números enteros sencillos.
El reactivo limitante determina la cantidad máxima de producto que se forma; el reactivo en exceso es el que sobra.
El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto según la ecuación; el rendimiento real es la cantidad que se obtiene en la práctica.
% Rendimiento = (masa del producto real / masa del producto teórico) x 100.

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Estequiometría

Es el campo de la química que estudia las relaciones entre las cantidades que intervienen en una reacción química. Se fundamenta en las relaciones y proporciones que existen entre los elementos que constituyen un compuesto y el manejo de las masas atómicas y moleculares para determinar las cantidades de las sustancias que participan en las reacciones químicas.

Mezclas, proporciones y condiciones estequiométricas

Las relaciones de una ecuación química pueden expresarse como relaciones de moléculas, de moles y de masa, así como de volúmenes cuando están implicados gases.

Cálculos estequiométricos: Pasos

Cuando se representa una relación química a través de una ecuación, se pueden establecer relaciones cuantitativas que permiten calcular la cantidad de sustancias que intervienen en la reacción química. Estas operaciones se conocen como cálculos estequiométricos.

Leyes ponderales

Conservación de la masa: En toda reacción química, la masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la masa total de los productos de la reacción.
Proporciones definidas: Las proporciones en las que se encuentran los distintos elementos que forman un compuesto son constantes e independientes del proceso seguido para su formación.
Proporciones múltiples: Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos están en una relación de números enteros sencillos.

Reactivo limitante y en exceso

Reactivo limitante: De él depende la cantidad máxima de producto que se forma. Cuando la reacción cesa, es porque el reactivo límite ha reaccionado hasta consumirse por completo.
Reactivo en exceso: El reactivo que sobra se llama reactivo en exceso o reactivo excedente.

Rendimiento de las reacciones químicas

La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo con la ecuación química, a partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento teórico.

La cantidad real de producto que se obtiene se denomina rendimiento real. El rendimiento real de una reacción se expresa en términos de porcentaje mediante la siguiente expresión:

% Rendimiento = (Masa del producto real / Masa del producto teórico) x 100

Preguntas frecuentes

¿Qué es el reactivo limitante?

Es el reactivo que se consume por completo en una reacción y del que depende la cantidad máxima de producto que se forma. Cuando se agota, la reacción cesa.

¿Qué es el reactivo en exceso?

Es el reactivo que sobra al terminar la reacción, porque no se consume del todo al reaccionar con la cantidad del reactivo limitante.

¿Cuál es la diferencia entre rendimiento teórico y real?

El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que puede obtenerse según la ecuación química. El rendimiento real es la cantidad que se obtiene efectivamente.

¿Cómo se calcula el porcentaje de rendimiento?

Se divide la masa del producto real entre la masa del producto teórico y se multiplica por 100.