• estequiometría (del griego στοιχειον, stoicheion, 'elemento' y μετρον, métrón, 'medida') es el cálculo de las relaciones
cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de
una reacción química.1 Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer
referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios.
• El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), en 1792, quien describió la estequiometría de la siguiente manera:
• «La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones
cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química)».
•
Una reacción química se produce
cuando hay una modificación en
la identidad química de las
sustancias intervinientes; esto
significa que no es posible
identificar a las mismas sustancias
antes y después de producirse la
reacción química, los reactivos se
consumen para dar lugar a
A escala microscópica una reacción química se produce
por la colisión de las partículas que intervienen ya
sean moléculas, átomos o iones, aunque puede
producirse también por el choque de algunos átomos o
moléculas con otros tipos de partículas, tales
Es decir que, a escala atómica, es un reordenamiento
de los enlaces entre los átomos que intervienen. Este
reordenamiento se produce por desplazamientos
de electrones: unos enlaces se rompen y otros se
forman, sin embargo los átomos implicados no
• El número total de átomos antes y después de la reacción química no cambia.
• El número de átomos de cada tipo es igual antes y después de la reacción.
• En el transcurso de las reacciones químicas las partículas subatómicas tampoco desaparecen, el número total de protones, neutrones y
electrones permanece constante. Y como los protones tienen carga
positiva y los electrones tienen carga negativa, la suma total de cargas no se modifica. Esto es especialmente importante tenerlo en cuenta para el caso de los electrones, ya que es posible que durante el transcurso de una reacción química salten de un átomo a otro o de una molécula a
•
. Esto que es una consecuencia natural de la ley de
conservación de la masa se denomina ley de conservación de
la carga e implica que:
Tres maneras de representar la reacción de H
2con O
2para formar H
2O
Una
ecuación química
es la representación de una
reacción mediante el uso de símbolos químicos para
mostrar lo que sucede durante una reacción química.
reactivos
productos
Escritura de ecuaciones químicas
Una ecuación química debe contener:
CaO + CO
2•
Todos los productos
D
•
Las condiciones de la reacción
CaCO
3•
Todos los reactivos
•
El estado físico de las sustancias
(s) (s) (g)
12
Síntesis
: A + B
C
2 H
2+ O
2
2 H
2O
Descomposición
–
Simple: A
B + C
–
Mediante reactivo:
AB + C
AC + BC
CaCO
3
CaO + CO
22 ZnS + 3 O
2
2 ZnO + 2 SO
2
Sustitución
(desplazamiento):
AB + C
AC + B
PbO + C
CO + Pb
Doble sustitución
(doble
desplazamiento):
2 Mg + O
22 MgO
2 átomos Mg + 1 molécula O
2produce 2 mol
MgO
2 moles Mg + 1 mol O
2produce
2 moles de MgO
48.6 g Mg + 32.0 g O
2produce
80.6 g de MgO
2 g de Mg + 1 g de O
2produce 2 g de MgO
CH3CH2OH + O3 2 CO2 2 + H3 2O
1
1 mol de CH3CH2OH
reaccionan con
3 moles de O2
para dar
2 moles
de CO2 3 moles de H 2O
y
ANTOINE LAVOISIER
La conservación de la masa 1782
“la suma de las masas de
las sustancias
reaccionantes es igual a la
suma de las masas de los
productos de la reacción”
o bien:
la materia ni se
crea ni se destruye solo
se transforma
.
Leyes estequiométricas
2
H
2+ O
2
2 H
2O
HCl + NaOH
NaCl + H
2O
C
2H
6+ O
2CO
2+ H
2O
Na
2CO
3+ HCl
NaCl + CO
2+ H
2O
C
3H
8+ O
2
CO
2+ H
2O
1)
2)
3)
4)
Ley de Proust
(Ley de las Proporciones Definidas, 1799)
“
Un compuesto químico tiene siempre la misma composición, es decir, la misma proporción en masa de los elementos que lo forman, independientemente del método empleado para obtenerlo”..
m
Am
BA
B
m
ABAB
Proust:
m
A
La combinación de una misma cantidad de Carbono
(12 gramos) con distintas cantidades de Oxígeno.
C + O
2--> CO
212 g de C + 32 g de O
2--> 44 g CO
2C + ½
O
2--> CO
12 g de C + 16 g de O
2--> 28 g CO
Ley de Dalton
(Ley de las Proporciones Múltiples)
•
Si 2 elementos
forman diferentes
compuestos, las
masas de uno de
ellos combinados
con una misma
masa del otro
guardan entre sí
una relación de
números enteros y
sencillos
Elementos A y B forman
Compuesto 1 Compuesto 2
m
A+
m
Bm
A+
m’
BDalton:
mB
m’B =
p
q
Balance de una reacción química
Se llama balance a la búsqueda del número de
moles de reactivos y productos, de tal forma, que
el número de átomos de cada elemento tiene que
ser igual en los reactivos y en los productos.
¡CUIDADO!
En el ajuste nunca pueden cambiarse
los subíndices de las fórmulas de reactivos o
productos.
Métodos de ajuste:
–
Tanteo (en reacciones sencillas).
Balance de ecuaciones químicas AL TANTEO
1
.
Escriba la fórmula(s)
correcta
para los reactivos en el
lado izquierdo y la fórmula(s)
correcta
para el
producto(s) en el lado derecho de la ecuación.
El etano reacciona con el oxígeno para formar dióxido de
carbono y agua
C
2H
6+ O
2CO
2+ H
2O
2.
Cambie los números delante de las fórmulas
(
los
coeficientes
)
para hacer el número de átomos de cada
elemento el mismo en ambos lados de la ecuación. No
cambie los subíndices.
Balance de ecuaciones químicas
3
.
Empiece balanceando esos elementos que aparecen
sólo en un reactivo y un producto.
C2H6 + O2 CO2 + H2O empiece con C o H pero no O
2 carbonos
en la izquierda
1 carbono
en la derecha multiplicar CO2 por 2
C2H6 + O2 2CO2 + H2O
6 hidrógenos en la izquierda
2 hidrógenos
en la derecha multiplicar H2O por 3
Balance de ecuaciones químicas
4.
Balancee esos elementos que aparecen en dos o más
reactivos o productos
.
2
oxígenos
en la izquierda
4
oxígenos
(2x2)
C
2H
6+ O
22
CO
2+
3
H
2O
+
3
oxígenos
(3x1)
multiplicar O
2por
7
2
=
7
oxígenos
en la derecha
C
2H
6+
7
O
22
CO
2+
3
H
2O
2
quite la fracción
multiplique ambos
lados por
2
Balance de ecuaciones químicas
5
.
Verifique para asegurarse de que tiene el mismo
número de cada tipo de átomo en ambos lados de la
ecuación.
2
C
2H
6+
7
O
24
CO
2+
6
H
2O
Reactivos
Productos
4 C
12 H
14 O
4 C
12 H
14 O
4
C (
2
x 2)
4
C
12
H (
2
x 6)
12
H (
6
x 2)
Ejercicio:
Ajusta las siguientes ecuaciones
químicas por el método de tanteo:
a) C
3H
8+ O
2
CO
2+ H
2O
b) Na
2CO
3+ HCl
Na Cl + CO
2+ H
2O
c) PBr
3+ H
2O
HBr + H
3PO
3
d) CaO
+ C
CaC
2+ CO
e) H
2SO
4+ BaCl
2
BaSO
4+ HCl
5
3
4
2
2
3
3
3
Balance de ecuaciones químicas ALGEBRAICO
HBr +Fe FeBr3 + H2
Sean a, b, c y d los coeficientes (número de
moles) de los respectivos reactivos y productos.
a HBr + b Fe
c FeBr
3+ d H
2H) a = 2d
Br) a = 3c
Fe) b = c
Sea d =
1; entonces a = 2, c = 2/3 y b = 2/3
Multiplicando todos los valores por 3
obtenemos los siguientes coeficientes:
a = 6, b = 2, c = 2 y d = 3.
Por tanto la ecuación ajustada será:
Ejercicio:
Ajusta las siguientes ecuaciones
químicas por el método algebraico:
a)
KClO
3
KCl + O
2b)
HCl
+ Al
AlCl
3+ H
2Ejercicio:
Ajusta las siguientes ecuaciones
químicas por el método algebraico:
a)
a
KClO
3
b
KCl +
c
O
2K) a = b;
Cl) a = b;
O) 3a = 2c
Sea a = 1. Entonces b = 1 y c = 3/2
Multiplicando todos los coeficientes por 2:
2
KClO
3
2
KCl +
3
O
2
b)
a
HCl
+
b
Al
c
AlCl
3+
d
H
2H) a = 2d;
Cl) a = 3c;
Al) b = c
Sea c = 1. Entonces b = 1, a = 3 y d = 3/2
Multiplicando todos los coeficientes por 2:
Ejercicio:
Ajusta las siguiente ecuación
químicas por el método algebraico:
a
HNO
3+
b
Cu
c
Cu(NO
3)
2+
d
NO +
e
H
2O
H) a = 2e; N) a = 2c + d; O) 3a = 6c +d + e; Cu) b = c
Sea c = 1. Entonces b = 1 y el sistema queda:
a = 2e;
a = 2 + d;
3a = 6 + d + e;
Sustituyendo a: 2e = 2 + d; 6e = 6 + d + e
Sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas que resolviendo
queda: e = 4/3; d= 2/3 con lo que a = 8/3
Multiplicando todos los coeficientes por 3:
8
HNO
3+
3
Cu
3
Cu(NO
3)
2+
2
NO +
4
H
2O
Comprobamos el nº de átomos de cada tipo antes y después de
la reacción: 8 átomos de H (4 ·2), 8 de N (2·3 +2), 24 de O
Ejercicio:
Ajusta las siguiente ecuación
químicas por el método algebraico:
a
HNO
3+
b
Cu
c
Cu(NO
3)
2+
d
NO +
e
H
2O
H) a = 2e; N) a = 2c + d; O) 3a = 6c +d + e; Cu) b = c
Sea c = 1. Entonces b = 1 y el sistema queda:
a = 2e;
a = 2 + d;
3a = 6 + d + e;
Sustituyendo a: 2e = 2 + d; 6e = 6 + d + e
Sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas que resolviendo
queda: e = 4/3; d= 2/3 con lo que a = 8/3
Multiplicando todos los coeficientes por 3:
8
HNO
3+
3
Cu
3
Cu(NO
3)
2+
2
NO +
4
H
2O