¡Descarga Resumen estequiometria y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!
ESTEQUIOMETRIA
1. Reactiu limitant: En una reacció química, el reactiu limitant és aquell que es consumeix completament primer, determinant així la quantitat màxima de producte que es pot formar. Els altres reactius, que sobren després de la reacció, es diuen reactius en excés.
● Exemple 1: Combustió del metà 𝐶𝐻 4 + 𝑂 2 → 𝐶𝑂 2 + 𝐻 2 𝑂
- Igualem la reacció: 𝐶𝐻 4 + 2𝑂 2 → 𝐶𝑂 2 + 2𝐻 2 𝑂
Si tenim 5 mols de 𝐶𝐻 4 i 6 mols de 𝑂 2 , trobem el reactiu limitant:
- La proporció estequiomètrica és d' 1:2 , és a dir, per cada mol de 𝐶𝐻 4 necessitem 2 mols d’ 𝑂 2.
- En 5 mols de 𝐶𝐻 4 necessitarem 10 mols d’ 𝑂 2 , però en aquest cas, l’enunciat ens diu que només tenim 6 mols d’oxigen. Per tant, l’oxigen és el reactiu limitant.
CÀLCUL DEL REACTIU LIMITANT AMB FACTORS DE CONVERSIÓ: ● Reacció: 2𝐻 2 + 𝑂 2 → 2𝐻 2 𝑂 : Per 2 mols d’hidrogen, necessitem 1 mol d’oxigen.
● Convertir la massa de cada reactiu a mols: 𝑚𝑜𝑙𝑠 = (^) 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 (𝑔/𝑚𝑜𝑙)𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑔)
Suposem que tenim 6 g d’hidrogen i 16 g d’oxigen: (1) Mirem la massa molar de cada element:
- 𝐻 2 : 1 g/mol → 𝐻 2 : 2 g/mol
- 𝑂 2 : 16 g/mol → 𝑂 2 : 32 g/mol (2) Fem el càlcul dels mols:
- 𝐻 2 : 6𝑔 𝑑'𝐻 2 · 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑'𝐻 2 𝑔/𝑚𝑜𝑙 2 = 3 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑'𝐻 2
- 𝑂 2 : 16 g d’ 𝑂 2 · 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑'𝑂 32 𝑔/𝑚𝑜𝑙^2 = 0, 5 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑'𝑂 2 (3) Utilitzem els coeficients estequiomètrics de l’equació per determinar les relacions: (2:1)
Per reaccionar completament amb 3 mols 𝑑'𝐻 2 necessitarem: 3 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝐻 2 2 = 1, 5 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑'𝑂 2 (4) Com que només tenim 0,5 mols d’ 𝑂 2 per reaccionar amb els 3 mols d’ 𝐻 2 (ja que 0, mols d’ 𝑂 2 només pot reaccionar amb 1 mol d’ 𝐻 2 segons la relació estequiomètrica), 𝑙'𝑂 2 és el reactiu limitant.
2. Puresa dels reactius: En la realitat, molts reactius no són 100% purs. Això vol dir que la massa d’una substància reactiva conté impureses que no participen en la reacció química.
La puresa (%) d’un reactiu es calcula com: 𝑃𝑢𝑟𝑒𝑠𝑎 (%) = ( 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡à𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 ) · 100
● Exemple 2: Puresa del carbonat de calci: Suposem que tenim 200 g de pedra calcària ( 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 ), però només un 90% és carbonat
de calci pur.
- Massa de 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 pur = 200𝑔(𝐶𝑎𝐶𝑂 3 ) · 10090 = 180𝑔, els altres 20 g són impureses que no participen en la reacció. Si fem reaccionar aquest 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 pur amb àcid clorhídric (HCl), la reacció serà:
𝐶𝑎𝐶𝑂 3 + 2𝐻𝐶𝑙 → 𝐶𝑎𝐶𝑙 2 + 𝐶𝑂 2 + 𝐻 2 𝑂 , per calcular els productes, només considerem els
180 g de 𝐶𝑎𝐶𝑜 3 pur.
- 1 mol de 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 reacciona amb 2 mols d’ 𝐻𝐶𝑙.
- Per cada mol de 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 , es formen 1 mol de 𝐶𝑎𝐶𝑙 2 , 1 mol de 𝐶𝑂 2 i 1 mol d’ 𝐻 2 𝑂.
Trobar les masses molars:
- Mm del 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 = 𝐶𝑎: 40, 08 + 𝐶: 12, 01 + 3(𝑂): 3·16 = 100, 09 𝑔/𝑚𝑜𝑙.
180 𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 · (^) 100,09 𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂^33 = 1, 80 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂 3
Determinar la quantitat de mols de cada substància (segons els coeficients estequiomètrics):
- 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑙 2 : 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 = 1, 80 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝐶𝑎𝐶𝑙 2
- 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂 2 : 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 = 1, 80 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝐶𝑂 2
- 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻 2 𝑂: 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 = 1, 80 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝐻 2 𝑂
