Química

Estequiometría de gases

La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados. En una reacción químicase observa una modificación de las sustancias presentes: los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.

En los compuestos iónicos no existen moléculas aunque hablemos de «masa molecular». Utilizamos el término molécula para indicar la relación mínima entre los iones que forman el compuesto.

Cálculos estequiométricos

La estequiometría de una reacción nos indica la relación en moles de las sustancias que intervienen en ella.

Si conocemos la masa o el volumen de alguno de los reactivos o productos implicados, podemos calcular la masa o el volumen de las otras sustancias que participan.

Interpretación cuantitativa de una ecuación química

Para calcular la cantidad de una sustancia que debe reaccionar con una determinada cantidad de otra, o la cantidad de una sustancia que se producirá si conocemos las cantidades de los reactivos, la ecuación química debe estar ajustada.

 Una ecuación química ajustada nos aporta información acerca de las proporciones de las sustancias que intervienen, tanto reactivos como productos

Cálculos con volúmenes

Para determinar el volumen de un componente gaseoso en una reacción química, hay que seguir un procedimiento similar al del ejemplo anterior.

Veamos, en primer lugar, reacciones que tienen lugar a 105 Pa de presión y a 273 K de temperatura. En estas condiciones, llamadas condiciones normales, un mol de cualquier gas ocupa 22,4 L, que es el llamado volumen molar (VM ).

Para determinar el volumen de un reactivo o un producto, conociendo la masa o el volumen de otro componente de la reacción, basta multiplicar el dato conocido por la relación entre el volumen y la masa, o bien, entre los volúmenes de ambas sustancias, que se deriva de la ecuación ajustada.

Estequiometría con gases

Son las relaciones estequiométricas cuando reaccionan gases

EJEMPLO

1.- Calcular el volumen de O₂ (en litros) a TPE que se requieren para completar la combustión de 2.65 L de acetileno (C₂H₂) a TPE.

Analizando el problema podemos darnos cuenta de que la temperatura y la presión permanecen constantes, por lo cual lo único que puede llegar a cambiar son los moles y el volumen.

Para encontrar los moles, vamos a balancear la ecuación química:

Por lo tanto, este problema podríamos resolverlo con la ley de Avogadro de la siguiente forma:

Pero para efectos de este tema, podemos resolver por medio de estequiometría de la siguiente forma:

2.- La azida de sodio (NaN₃) se usa en bolsas de aire de los automóviles. El impacto de una colisión produce la descomposición de NaN₃ como lo muestra la reacción:

El nitrógeno molecular producido infla la bolsa que se encuentra entre el conductor y el volante. Calcula el volumen de N₂ generado a 21°C y 823 mm Hg por la descomposición de 59 g de NaN_3.

Primero obtenemos moles de NaN₃ en la masa:

Ahora, procedemos a usar la ecuación de los gases ideales para obtener el volumen como se hace normalmente, convirtiendo primeramente la temperatura a K y la presión a atm: