Una ecuación química ajustada es una receta: dice en qué proporción de moles reaccionan y se forman las sustancias. La estequiometría usa esa receta para responder preguntas muy prácticas: cuánto producto se obtiene, cuánto reactivo hace falta, cuál se agota primero y qué parte se pierde por el camino.
Objetivos
- Ajustar ecuaciones químicas e interpretar sus coeficientes
- Reconocer los principales tipos de reacciones
- Hacer cálculos estequiométricos con masas, volúmenes de gases y disoluciones
- Identificar el reactivo limitante y tener en cuenta la pureza y el rendimiento
1. La ecuación química ajustada
Ajustar una ecuación es colocar coeficientes delante de las fórmulas para que haya el mismo número de átomos de cada elemento en los dos miembros (ley de Lavoisier). Nunca se cambian los subíndices: eso cambiaría la sustancia.
Ajustar la combustión del propano: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
- Carbono: 3 a la izquierda ⟹ 3 CO₂
- Hidrógeno: 8 a la izquierda ⟹ 4 H₂O
- Oxígeno a la derecha: 3 · 2 + 4 = 10 átomos ⟹ 5 O₂
C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Los coeficientes indican la proporción en moles (y en moléculas). Para gases en las mismas condiciones, también la proporción en volúmenes. ¡No indican proporción en masa!
| Tipo | Esquema | Ejemplo |
|---|---|---|
| Síntesis | A + B → AB | 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O |
| Descomposición | AB → A + B | CaCO₃ → CaO + CO₂ |
| Sustitución | A + BC → AC + B | Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu |
| Ácido-base | ácido + base → sal + agua | HCl + NaOH → NaCl + H₂O |
| Combustión | combustible + O₂ → CO₂ + H₂O | CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O |
2. Cálculos estequiométricos
- Escribe y ajusta la ecuación.
- Pasa el dato a moles (n = m/M; n = pV/RT; n = M · V para disoluciones).
- Usa la proporción de coeficientes para obtener los moles de la sustancia buscada.
- Convierte esos moles a la magnitud pedida (masa, volumen, concentración).
Masa de CO₂ que se obtiene al quemar 32 g de metano
- CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
- n(CH₄) = = 2 mol
- Proporción 1 : 1 ⟹ n(CO₂) = 2 mol
- m(CO₂) = 2 · 44 = 88 g
Volumen de H₂ (condiciones normales) que se desprende con 13,08 g de cinc
- Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂
- n(Zn) = = 0,2 mol ⟹ n(H₂) = 0,2 mol
- V = 0,2 · 22,4 = 4,48 L
3. Reactivo limitante
Reactivo limitante: Es el reactivo que se agota primero; determina la cantidad máxima de producto. El otro está en exceso y sobra una parte.
Se mezclan 2 mol de N₂ y 3 mol de H₂: N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃
- Para 2 mol de N₂ harían falta 6 mol de H₂: solo hay 3 ⟹ el H₂ es el limitante
- Con 3 mol de H₂ reacciona 1 mol de N₂ y se forman 2 mol de NH₃
- Sobra 2 − 1 = 1 mol de N₂
4. Pureza y rendimiento
Riqueza o pureza: Porcentaje en masa de sustancia útil en una muestra impura. Solo la parte pura reacciona: m(pura) = m(muestra) · .
Rendimiento (%) = · 100
20 g de caliza con un 80 % de CaCO₃ se tratan con HCl en exceso
- CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
- m(CaCO₃) = 20 · 0,80 = 16 g ⟹ n = = 0,16 mol
- n(CO₂) = 0,16 mol ⟹ m = 0,16 · 44 = 7,04 g (teóricos)
- Si se recogen 6,34 g, el rendimiento es · 100 ≈ 90 %
Recuerda
- Los coeficientes de una ecuación ajustada dan proporciones en moles, no en masa.
- Método: dato → moles → proporción → magnitud pedida.
- El reactivo limitante es el que da el menor cociente moles/coeficiente.
- Pureza antes de calcular; rendimiento al final.
¡Ahora te toca a ti!
Comprueba que lo has entendido con los ejercicios y repasa con el resumen.