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Para explicar estos conceptos , analicemos el siguiente ejemplo:
¿ cuantòs moles de cloruro de plomo II , (PbCl2) , puede obtenerse a partir de la reacción entre 20 g de
cloruro de fòsforo III (PCl3), y 45 g de fluoruro de plomo II (PbF2)?
Primero escribimos la ecuación:
PbF2(s) + PCl3(l) PF3(g) + PbCl2(s)
Luego balanceamos al ecuacion:
3PbF2(s) + 2 PCl3(l) 2PF3(g) + 3PbCl2(s)
245,18 g/mol 137,32 g/mol
Recuerda que ésta table es bastante útil para que puedas visualizar los datos.
n Estequiómetricas 3 2 2 3
masa 45g 20g
n Experimentales 0,184 0.146 0,123
Los pesos moleculares de las sustancias que nos interesan son.
Peso molecular PbF2 : 245,18 g/mol
Peso molecular PCl3(l) : 137,32 g/mol
Expresando en moles las masas de del fluoruro de plomo y el cloruro de fosforo tenemos:
X mol de PbF2 iniciales = 45 g PbF2 x 1 mol de PbF2 = 0,184 mol de PbF2
245,18 g PbF2
Xmol de PCl3(l) = 20g de PCl3(l) x 1 mol de PCl3(l) = 0.146 mol PCl3
137,32 g de PCl3(l)
De los reactivos ¿ cual reaccionara completamente y sera el reactivo limite? Si observamos la ecuación
balanceada vemos que 2 moles de PCl3 necesitan 3 moles de PbF2, luego 0,146 moles de PCl3
necesitaran:
X mol de PbF2 = 0,146 mol de PCl3 x 3 mol PbF2 = 0,219 mol PbF2
2 mol PCl3
Si nos fijamos en los moles iniciales de PbF2 0,184; vemos que son menores que 0,219 que es la
cantidad que se necesita para que reaccione todo el cloruro de fosforo (PCl3).
Calculemos ahora los moles de PCl3 que se necesitan para que reaccionen completamente 0,184 mol de
PbF2 :
Xmol de PCl3 = 0,184 mol PbF2 x 2 mol PCl3 = 0,13 mol PCl3
3 mol PbF2
Como inicialmente disponemos de 0,146 mol de PCl3 , significa que el reactivo limite es el PbF2 , y el
reactivo en exceso , es el cloruro de fosforo PCl3 .
Otra pregunta que debemos responder es ¿cuàntos moles quedan después de la reacción?
De fluoruro de plomo ninguno ya que es el reactivo limite y por lo tanto reacciona completamente. De
cloruro de fòsforo quedarà la diferencia entre los moles iniciales y los moles que han reaccionado:
0,146 – 0,123 = 0,023 mol.
De fluoruro de fòsforo, calculados a partir del reactivo limite, teniendo en cuénta la proporción de la
reacción:
X mol de PF3 = 0,184 mol de PbF2 x 2 mol de PF3 = 0,123 mol PF3
3 mol de PbF2
Se obtienen los mismos moles de fluoruro de fòsforo que los que reaccionan de cloruro de fòsforo como
se suponía que iba a ocurrir observando la ecuación balanceada. De cloruro de plomo, calculados a partir
del reactivo limite tenemos:
Xmol de PbCl2 = 0,184 mol de PbF2 x 3mol de PbCl2 = 0,184 mol de PbCl2
3 mol de PbF2
Rendimiento de las reacciones químicas: La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de
acuerdo con la ecuación química, partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento
teorico. por muchas razones, la cantidad de producto que se obtiene en el laboratorio o en la industria,
en una reacción química puede ser menor que la cantidad teóricamente posible. Algunas de las razones
son las siguientes:
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Marzo – Abril 2014
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· Falta de cuidado al manipular el producto obtenido.
· Las condiciones de la reacción no son adecuadas, por ejemplo, la temperatura o presión del sistema de
reacción no son las ideales para el proceso.
· La separación del producto deseado de la mezcla de reacción es muy difícil y no todo el producto logra
aislarse.
· En algunos casos,un conjunto particular de reactivo da lugar a dos o mas reacciones simultaneas, formando
productos indeseables además delos deseados.
· La cantidad o pureza de las materias primas no es optima.
La cantidad real del producto que se obtiene se denomina rendimiento real. El rendimiento real de una reacción se
expresa en términos de % mediante la siguiente expresión:
% rendimiento = masa del producto obtenido x100.
Masa del producto teorico
Ejemplo.
La etapa final en la obtención industrial de la aspirina, es la reacción de àcido salicílico con el
anhídrido acético de acuerdo con la siguiente ecuación:
C7H6O3 + C4H6O3 C9H8O4 + C2H4O2
Àcido Anhidrido Àcido Àcido
Salicílico acètico acetilsalicilico acètico
Para ensayar un nuevo método de manipulación de los amteriales, un químico realizo la reacción
a escala de laboratorio con 25,0 g de acido salicílico y un exceso de anhídrido acético( mas de
30.0 g). obtuvo 24.3 g de aspirina.
¿Cuàl es el rendimiento en porcentaje de la reacciòn?.
El reactivo limite es el àcido salicílico, ya que el anhídrido acètico se encuentra en exceso. Como
la reacción de obtención de la aspirina se encuentra balanceada, podemos relacionar las
relaciones molares que corresponden al àcido salicílico y a la aspirina: por cada mol de àcido
salicílico se obtiene un mol de aspirina. Por tanto
Moles de àcido salicílico= 25.0 g x 1 mol = 0.181 mol de àcido salicílico.
138 g àcido salicilico
Moles de aspirina= moles de àcido salicílico, osea ,0.181 por la relación molar que se observa en
la ecuación:
g de aspirina = 0.181 mol de aspirina x 180 g aspirina = 32,6 g de aspirina.
1 mol de aspirina
Esta cantidad de aspirina seria la que se debería obtener si el rendimiento hubiera sido
de 100%. Como experimentalmente solo se obtuvieron 24.3 g de aspirina , entonces el
rendimiento será:
Rendimiento= masa del producto real x100
masa producto teòrico
Reemplazando tenemos:
Rendimiento= 24,3 x100 =74.5%
32,.6
Esto significa que mediante el procedimiento de laboratorio empleado solo fue posible obtener el
74.5 % de lo que teoricamente se esperaba.
Pureza de los reactivos y productos: No todas las sustancias con que se trabaja en química, o
que se producen en una reacción son 100% puras. Es necesario tener en cuenta las impurezas.
Si el NaCl tiene un 90% de pureza significa que 90% es realmente sal; el 10% son impurezas.
C ACTIVIDAD DE EJERCITACIÓN
Resuelve los siguiente ejercicios en tu cuaderno y esttica. No copies ejercicios, realiza tú propio esfuerzo
No olvides el orden. Repasa la fundamentación antes de empezar
D ACTIVIDAD DE APLICACIÓN
1. ? + Jamón + Queso Sanwich
Completa el interrogante en la reacción
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2. 14 panes + ? + ? 7 Sanwich
Completa el interrogante en la reacción, escríbelas nuevamente
3. La respiración celular es un proceso que se lleva a cabo en las crestas de las mitocondrias,
la reacción química que resume dicho proceso es la siguiente ecuación:
6O2 + C6 O12 O6 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP energía
Recuerda utilizar una tabla con base a los reaccivos y producto para los cálculos de moles
estequiómetricas, experimentales y la masa. Así puedes relacionar mejor cada resultado obtenido.
n Estequiómetricas
masa
n Experimentales
a) ¿Cuanta masa en CO2 vamos a exalar a la atmósfera si partimos de un dato conocido en
masa de 25g de C6 O12 O6?
b) ¿Halla las moles de CO2 y gramos en masa correspondiente?
c) ¿Cuantos gramos de oxigeno molécular O2 debo respirar para que reaccionen con los 25 g
de glucosa?
d) A partir de los 0,1389 moles de glucosa, cuánta agua se produce en moles y en gramos?
4. Para la combustión de 10ml de etanol impuro a un % de pureza del 75%, partimos de la relación
75 ml de etanol con una densidad de 0,81g/ml. Partiendo del dato conocido tenemos:
100 ml de etanol
10 ml de etanol impuro x 75 ml de etanol. = 7,5 ml de etanol
100 ml de etanol
Los mililitros los debemos pasar a gramos y para ello, contamos con el valor de la densidad. Recordemos
que la densidad es la relación entre la masa y el volumen.
7,5 ml de etanol impuro 0,81 g de etanol. = 6,075 g de etanol
1 ml de etanol
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Es buena estrategía utilizar una tabla con base a los reaccivos y producto para los cálculos de moles
estequiómetricas, experimentales y la masa. Así puedes relacionar mejor cada resultado obtenido.
CH3- CH2-OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O + E
n Estequiómetricas 1 3 2 3
masa 6,075g
n Experimentales
a. ¿Cuántas moles de etanol reacionaron a partir de la masa de etanol ?
b. ¿Cuántas moles de dióxido de carbono reaccionaron ?
c. ¿Cuántas moles de agua se producen, expresarlas también en gramos.?
d. ¿Cuántas moles de oxigeno reaccionaron para producir los 7,13 g de agua?
e. ¿Cuántos g de oxigeno se consumen?
f. Comprueba la ley de la conservación de la masa en el ejercicio de la reacción anterior?
E ACTIVIDADES DE COMPLEMENTACIÓN
Consulta sobre gases, especialmente a la ley de Boyle, Charles, ecuación de estado, condiciones
ideales de un gas
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CHACHOS…. MIS QUÍMICO CORAZONES…..APROVECHEN EL
TIEMPO
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