La estequiometría estudia las cantidades de producto que se forman en una reacción química a partir de una cierta cantidad de material inicial. Para esto necesitas saber qué es un mol, cómo balancear una ecuación química y la ley de la conservación de la materia.
Repasa todos estos conceptos y practica con estos ejercicios.
Ejercicio 1
La ecuación para la preparación de cloruro de plata AgCl a partir de cloruro de sodio NaCl y nitrato de plata AgNO3 es la siguiente:
¿Cuántos moles de AgCl se forman si reaccionan 2 moles de NaCl?
Primer paso: comprobar que la ecuación está balanceada. Para esto debemos confirmar que la misma cantidad de elementos delante de la flecha aparezcan después de la misma.
Elementos
Reactantes
Productos
Sodio Na
1
1
Cloro Cl
1
1
Plata Ag
1
1
Nitrógeno N
1
1
Oxígeno O
3
3
Podemos ver que la ecuación Si está balanceada.
Segundo paso: definir la cantidad de moles de los reactantes y de los productos según la ecuación balanceada.
La ecuación balanceada nos muestra que 1 mol de NaCl reacciona con 1 mol de AgNO3 , para producir 1 mol de AgCl y 1 mol de NaNO3. Sabemos que cada compuesto es 1 mol porque se sobreentiende que cuando no hay un número o coeficiente delante de la fórmula es igual a 1.
Tercer paso: determinar la cantidad de AgCl se forma si reaccionan 2 moles de NaCl.
Si 1 mol de NaCl forman 1 mol de AgCl, entonces 2 moles de NaCl formarán 2 moles de AgCl.
Ejercicio 2
Una solución de sulfato de cobre II CuSO4 se mezcla con otra de hidróxido de sodio NaOH dando como resultado 0.40 mol de hidróxido de cobre. ¿Cuántos moles de hidróxido de sodio se consumieron?
Primer paso: escribir la ecuación balanceada para esta reacción.
Segundo paso: determinar cuántos moles de NaOH reaccionan para producir 1 mol de Cu(OH)2.
Según la ecuación de arriba, 2 moles de NaOH reaccionan con un mol de CuSO4 para producir 1 mol de Cu(OH)2 y 1 mol de Na2SO4. Es decir, a partir de 2 moles de hidróxido de sodio se produce 1 mol de hidróxido de cobre.
Tercer paso: a partir de la cantidad de moles conocidas del producto, determinar la cantidad de hidróxido de sodio utilizado.
Para esto usamos la regla de tres, si 1 mol de hidróxido de cobre se forma a partir de 2 moles de NaOH, 0.40 mol de hidróxido de cobre se formó a partir de X mol de NaOH:
Ejercicio 3
En la siguiente reacción:
¿Cuántos moles de cloruro de plata se forman si reaccionan 0.046 gramos de cloruro de sodio?
Primer paso: determinar la cantidad en moles de cloruro de sodio a partir de la masa de la misma.
Para esto necesitamos el peso molecular del cloruro de sodio, que es igual a 58.44 g/mol. Esto significa que un mol de NaCl es igual a 58.44 gramos.
Entonces, si 58.44 gramos de NaCl son 1 mol, 0.046 gramos serán X moles:
Segundo paso: determinar los moles de cloruro de plata que se forman a partir de 0.000787 moles de NaCl
De acuerdo a la ecuación de la reacción, 1 mol de NaCl forma 1 mol de cloruro de plata. Por lo tanto, 0.000787 mol de NaCl forman 0.000787 mol de AgCl.
Ejercicio 4
El etanol C2H5OH reacciona con oxígeno O2 y se transforma en dióxido de carbono CO2 y agua. Escribe la ecuación balanceada de esta reacción.
Primer paso: establecer las fórmulas de los reactantes y los productos en la ecuación.
Segundo paso: determinar la cantidad de los elementos antes de la flecha y después de la flecha.
Elemento
Reactantes
Productos
Carbono C
2
1
Hidrógeno H
6
2
Oxígeno O
3
3
Nos damos cuenta de que esta ecuación no está balanceada, porque no hay la misma cantidad de carbono e hidrógeno de ambos lados de la ecuación.
Tercer paso: calcular los coeficientes por tanteo para igualar los elementos de ambos lados de la ecuación.
Revisamos primero el carbono si colocamos un 2 delante del CO2, tendríamos 2 carbonos de cada lado, pero se desbalancea el oxígeno. Si colocamos un 4 delante del CO2 y un 2 delante del etanol, tendremos 4 carbonos de cada lado.
Revisamos ahora el hidrógeno: del lado de los reactantes hay 12 H; si colocamos un 6 delante del agua igualamos a 12 hidrógenos del lado de los productos:
Ajustamos la cantidad de oxígeno: del lado de reactantes hay 4 O y del lado de los productos hay 14 O. Colocamos un 6 delante del O2:
Corroboramos la cantidad de elementos de lado y lado:
Elemento
Reactantes
Productos
Carbono C
4
4
Hidrógeno H
12
12
Oxígeno O
14
14
Conseguimos que la ecuación balanceada para la combustión del etanol es la siguiente:
Ejercicio 5
Cuando se quema el etanol, se libera dióxido de carbono y agua. ¿Cuánto dióxido de carbono se produce al reaccionar 783 gramos de etanol?
Primer paso: escribir la ecuación balanceada de la combustión del etanol.
Segundo paso: determinar la cantidad de moles de etanol a partir de los 783 gramos de etanol. Para esto necesitamos el peso molecular del etanol, que es igual a 46.07 g/mol. Entonces, si un mol de etanol tiene 46.07 gramos, 783 gramos tendrán:
Tercer paso: calcular la producción de dióxido de carbono según la relación estequiométrica de la ecuación. Así tenemos que si 2 moles de etanol producen 4 moles de CO₂, entonces 16.996 moles del alcohol producirán:
