Estequiometria

La estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química).

Estequiometria en elementos y compuestos

El Mol

El mol se define como la cantidad de materia que tiene tantos objetos como el numero de atomosque hay en exactamente 12 gramos de ¹²C. Se ha demostrado que este numero es 6,0221367 x 10^23. Se abrevia como 6.02 x 10^23, y se conoce como numero de Avogadro.

Pesos atómicos y moleculares

Los subíndices en las fórmulas químicas representan cantidades exactas.

La fórmula del H₂O, por ejemplo, indica que una molécula de agua está compuesta exactamente por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Todos los aspectos cuantitativos de la química descansan en conocer las masas de los compuestos estudiados.

Masa Molar

Un átomo de ¹²C tiene una masa de 12 uma.

Un átomo de ²⁴Mg tiene una masa de 24 uma, o lo que es lo mismo, el doble de la masa de un átomo de ¹²C.

Entonces, una mol de átomos de ²⁴Mg deberá tener el doble de la masa de una mol de átomos de ¹²C.

Dado que por definición una mol de átomos de ¹²C pesa 12 gramos, una mol de átomos de ²⁴Mg debe pesar 24 gramos.

Nótese que la masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma) es numéricamente equivalente a la masa de una mol de esos mismos átomos en gramos (g).

La masa en gramos de 1 mol de una sustancia se llama masa molar

La masa molar (en gramos) de cualquier sustancia siempre es numéricamente igual a su peso fórmula (en uma)

Taller sobre estequiometria en elementos y compuestos

1

El elemento cinc se compone de cinco isótopos cuyas masas son de 63.929, 65.926, 66.927, 67.925 y 69.925 uma. Las abundancias relativas de estos cinco isótopos son de 48.89, 27.81, 4.110, 18.57 y 0.62 por ciento, respectivamente. Con base en estos datos calcule la masa atómica media del zinc.
63.93 uma
66.93 uma
65.39 uma
65.93 uma
2.  
Una muestra de glucosa C6H12O6, contiene 4.0 x 1022 átomos de carbono. ¿Cuántos átomos de hidrógeno y cuántas moléculas de glucosa contiene la muestra?
8.0 x 1022 átomos de H, 8.0 x 1022 moléculas de glucosa
8.0 x 1022 átomos de H, 4.0 x 1022 moléculas de glucosa
4.0 x 1022 átomos de H, 4.0 x 1022 moléculas de glucosa
8.0 x 1022 átomos de H, 6.7 x 1021 moléculas de glucosa
3.
Determine la fórmula empírica de un compuesto que contiene 52.9% de aluminio y 47.1% de oxígeno.
AlO
Al2O3
Al3O2
Al4O6
4.  
Indique la fórmula empírica del compuesto siguiente si una muestra contiene 40.0 por ciento de C, 6.7 por ciento de H y 3.3 por ciento de O en masa.
C4HO5
CH2O
C2H4O2
C3H6O
5.  
Estimar el número de moléculas presentes en una cucharada sopera de azúcar de mesa, C12H22O11
6.02 x 1023
6.29 x 1024
1.85 x 1022
1.13 x 1023
6.  
Con base en la fórmula estructural siguiente, calcule el porcentaje de carbono presente.
(CH2CO)2C6H3(COOH)
64,70%
66,67%
69,25%
76,73%
7.  
¿Cuál es la masa en gramos de 0.257 mol de sacarosa,C12H22O11?
342 g
88.0 g
8.80 g
12.5 g
8.  
Determine el peso formular aproximado del compuesto siguiente: Ca(C2H3O2)2
99
152
94
158

Ecuacion quimica

Una ecuación química es una representación escrita de una reacción química. Se basa en el uso de símbolos químicos que identifican a los átomos que intervienen y como se encuentran agrupados antes y después de la reacción. Cada grupo de átomos se encuentra separado por símbolos (+) y representa a las moléculas que participan, cuenta además con una serie de números que indican la cantidad de átomos de cada tipo que las forman y la cantidad de moléculas que intervienen, y con una flecha que indica la situación inicial y la final de la reacción. Así por ejemplo en la reacción:

Taller de ecuaciones quimicas

1.  
¿Cuál es el coeficiente del HCl cuando la ecuación siguiente está balanceada correctamente? 
CaCO3 (s) + HCl (aq)  CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)
1
4
3
2
2.  
Balancee la siguiente ecuación: 
"a" Mg3N2 + "b" H2O  "c" Mg(OH)2 + "d" NH3
a=1; b=2; c=1; d=1
a=1; b=6; c=3; d=2
a=1; b=6; c=3; d=1
a=1; b=3; c=3; d=2
3.  
Balancee la siguiente ecuación: 
"a" B10H18 + "b" O2 "c" B2O3 + "d" H2O
a=1; b=7; c=5; d=9
a=1; b=19; c=10; d=9
a=1; b=12; c=5; d=9
a=1; b=9; c=5; d=9
4.  
Balancee la siguiente ecuación: 
"a" C6H14O + "b" O2  "c" CO2 + "d" H2O
a=2; b=19; c=12; d=14
a=1; b=9; c=6; d=7
a=1; b=19/2; c=6; d=7
a=2; b=18; c=12; d=14
5.  
Escriba la ecuación balanceada de la reacción que se produce cuando se calienta nitrato de potasio sólido y éste se descompone para formar nitrito de potasio sólido y oxígeno gaseoso.
 2KNO4(s)  2KNO3(s)+ O2
2KNO3(s)  2KNO2(s)+ O2
2KNO3 2KNO2 + O2
KNO3(s)  KNO2(s) + (1/2)O2
6.  
Balancee la siguiente ecuación: 
"a" Al + "b" Cr2O3 "c" Al2O3 + "d" Cr
a=2; b=1; c=1; d=2
a=2; b=1; c=1; d=1
a=4; b=2; c=2; d=4
a=1; b=1; c=1; d=2
7.  
Balancee la siguiente ecuación e indique si se trata de una reacción de combustión, de combinación o de descomposición: 
"a" Li + "b" N2 "c" Li3N
a=6; b=1; c=2; reacción de descomposición
a=6; b=1; c=2; reacción de combinación
a=1; b=1; c=3; reacción de descomposición
a=6; b=1; c=2; reacción de combustión
8.  
Convierta lo siguiente en una ecuación química balanceada:
Hidrógeno gaseoso reacciona con monóxido de carbono para formar metanol, CH3OH.
H2 + CO  CH3OH
2H2 + CO2 CH3OH
4H + CO  CH3OH
2H2 + CO  CH3OH


Coeficiente estequiométrico

Es un número que funciona en cierta forma como un multiplicador indicando el número de moléculas de un determinado tipo que participa en una ecuación química dada.

 El coeficiente del metano es 1, el del oxígeno 2, el del dióxido de carbono 1 y el del agua 2. Los coeficientes estequiométricos son en principio números enteros, aunque para ajustar ciertas reacciones alguna vez se emplean números fraccionarios.

Cuando el coeficiente estequiométrico es igual a 1, no se escribe. Por eso, en el ejemplo CH4 y CO2 no llevan ningún coeficiente delante.

Así por ejemplo

O2

Debe leerse como 1(O2) es decir, un grupo de moléculas de oxígeno. Y la expresión:

2H2O

Debe leerse como 2(H2O), es decir dos grupos o moléculas, cada uno de los cuales se encuentra formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Balance de materia

La cantidad de átomos de cada elemento debe ser igual del lado de los reactivos que de los productos de la reaccion.

Se encuentra siempre formada por la misma cantidad de átomos, si modificamos los subíndices estamos nombrando a sustancias diferentes, es decir, 

H2O es agua común y corriente, pero H2O2 es peróxido de hidrógeno una sustancia química totalmente diferente. Al modificar los coeficientes sólo estamos diciendo que ponemos más o menos de tal o cual sustancia.

Por ejemplo, en la reacción de combustión de metano (CH4), éste se combina con oxígeno molecular (O2) del aire para formar dióxido de carbono (CO2) y agua. (H2O). La reacción sin ajustar será:

Calculo estequiometrico

Los cálculos estequiométricos se basan en las relaciones fijas de combinación que hay entre las sustancias en las reacciones químicas balanceadas. Estas relaciones están indicadas por los subíndices numéricos que aparecen en las fórmulas y por los coeficientes

Talleres de calculo estequiometrico

1.
¿Cuántos gramos de óxido de hierro Fe2O3, se pueden producir a partir de 2.50 g de oxígeno que reaccionan con hierro sólido?
12.5 g
8.32 g
2.50 g
11.2 g
2.
La fermentación de glucosa, C6H12O6, produce alcohol etílico, C2H5OH, y dióxido de carbono:
C6H12O6(ac)2C2H5OH(ac) + 2CO2(g)
¿Cuántos gramos de etanol se pueden producir a partir de 10.0 g de glucosa?
10.0 g
2.56 g
5.11 g
4.89 g
3.
El CO2 que los astronautas exhalan se extraer de la atmósfera de la nave espacial por reacción con KOH:
CO2 + 2KOH  K2CO3 + H2O
¿Cuántos kg de CO2 se pueden extraer con 1.00 kg de KOH?
0.392 kg
0.786 kg
0.500 kg
1.57 kg
4.
El octano se quema de acuerdo con la siguiente ecuación:
2C8H18 + 25O2  16CO2 + 18H2O
¿Cuántos gramos de CO2 se producen cuando se queman 5.00 g de C8H18
40.0 g
0.351 g
15.4 g
30.9 g
5.
¿Qué masa de magnesio se necesita para que reaccione con 9.27 g de nitrógeno? (No olvide balancear la reacción.)
Mg + N2  Mg3N2
8.04 g
16.1 g
24.1 g
0.92 g
6.
¿Cuántos gramos de H2O se forman a partir de la conversión total de 32.00 g O2 en presencia de H2, según la ecuación 2H2 + O2 2H2O?
36.03 g
18.02 g
26.04 g
32.00 g
7.
El alcohol etílico se quema de acuerdo con la siguiente ecuación:
C2H5OH + 3O22CO2+ 3H2O
¿cuántos moles de CO2 se producen cuando se queman 3.00 mol de C2H5OH de esta manera.
3.00 mol
6.00 mol
2.00 mol
4.00 mol
8.
Un producto secundario de la reacción que infla las bolsas de aire para automóvil es sodio, que es muy reactivo y puede encenderse en el aire. El sodio que se produce durante el proceso de inflado reacciona con otro compuesto que se agrega al contenido de la bolsa, KNO3, según la reacción 10Na + 2KNO3  K2O + 5Na2O + N2
¿Cuántos gramos de KNO3 se necesitan para eliminar 5.00 g de Na?
4.40 g
110 g
2.20 g
1.00 g
9.
Si 3.00 mol de SO2 gaseoso reaccionan con oxígeno para producir trióxido de azufre, ¿cuántos moles de oxígeno se necesitan?
3.00 mol O2
6.00 mol O2
1.50 mol O2
4.00 mol O2
10.
Las bolsas de aire para automóvil se inflan cuando se descompone rápidamente azida de sodio, NaN3, en los elementos que la componen según la reacción
2NaN3   2Na + 3N2
¿Cuántos gramos de azida de sodio se necesitan para formar 5.00 g de nitrógeno gaseoso?
9.11 g
8.81 g
7.74 g
3.33 g

Realizado Por:

Angie Carolina Duarte