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UNIDADES ESTEQUIOMÉTRICAS macro micro Cálculos en una sustancia

ESTEQUIOMETRÍA I. UNIDADES ESTEQUIOMÉTRICAS macro micro Cálculos en una sustancia. Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia luismontoy@une.net.co Profesor Titular Centro de Ciencia Básica Escuela de Ingenierías Universidad Pontificia Bolivariana.

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UNIDADES ESTEQUIOMÉTRICAS macro micro Cálculos en una sustancia

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  1. ESTEQUIOMETRÍA I UNIDADES ESTEQUIOMÉTRICAS macro micro Cálculos en una sustancia Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia luismontoy@une.net.co Profesor Titular Centro de Ciencia Básica Escuela de Ingenierías Universidad Pontificia Bolivariana

  2. El objetivo de este trabajo es presentar Una fundamentación teórica, relacionada desde lo cotidiano, resumida en un algoritmo Varios ejemplos orientados desde el algoritmo El reto es “IMAGINAR” (respaldado en el algoritmo), que va a aparecer con el siguiente “clic”, si estamos de acuerdo continuar, y si no regresar para al final poder afirmar -!lo hicimos¡- • Para desarrollar competencias que permitan: • Identificarlas unidades estequiométricas • Construir los factores estequiométricos • Usar factores estequiométricos para transformar unidades • Realizar cálculos en una sustancia o en reacción química • Determinar fórmulas empíricas y moleculares

  3. W V W d V = 10 g 2.5 g/mL V = 10 g 1 2.5 g mL. V = 10 g x 1mL 1x 2.5 g 5. V = Cálculos estequiométricos Introducción: Para calcular: en 10 g de un objeto de densidad 2.5g/mL, ¿que volumen hay? Un procedimiento clásico es: 1. Cual es la fórmula de la densidad? Los que “recuerdan” que d = 2.“dicen”: tengo que despejar el volumen En este paso hay un alto % de bachilleres que se equivocan 3. Sigamos con los que “recuerdan” la ecuación de la densidad y “despejan” bien, se “dicen”: vamos a sustituir el peso y la densidad: 4. Hagamos la “ley de la oreja”: Algunos hasta la dibujan. 6. V = 4 mL ¡ Por fin ¡

  4. 2.5 g 1 mL 2.5 g 1 mL 1 mL 2.5 g x Tengo: 10 g (punto de partida) Realmente, en la situación anterior: Quiero: V mL (punto de llegada) Y poseemos un factor para transformar los gramos a mililitros El proceso de transformación de unidades es: abajo gramos, no los quiero; arriba mililitros, si los quiero 10 g = 4 mL Vemos que la transformación de unidades usando factores de conversión de unidades es un proceso mas eficiente y seguro  Vemos que un factor es como un carro Que nos sirve para ir Desde un punto de partida Hasta un punto de llegada En este tema vamos a concretarnos construir con una metodología general, los factores requeridos para cualquier caso particular

  5. I Cálculos en una sustancia Preámbulo: El primer contacto que tenemos con la química es con los elementos (elem) y su ubicación en la tabla periódica. Posteriormente vimos en nomenclatura que ellos se combinan para formar compuestos (cto). Si experimentalmente requerimos alguna cantidad de un elemento o de un compuesto, los pesamos. Lo anterior nos induce a la existencia de cuatro variables: Peso de compuesto (Wcto) Peso de elemento (Welem) Elemento (elem) Compuesto (cto)

  6. Entre estas cuatro variables existen las siguientes relaciones: Entre el compuesto y su peso tenemos el peso molecular (Mw) El Mw es la suma de todos los Pesos atómicos Su valor lo leemos en la calculadora. Entre el elemento y su peso tenemos el peso atómico (Pa). El valor de Pa de un elemento lo leemos en la tabla periódica (TP), no se le ocurra leerlo en la calculadora. Entre el compuesto y el elemento tenemos una Relación (R) y es el número de veces que el elemento está en el compuesto El valor de R de un elemento en un compuesto lo leemos en la fórmula del compuesto.

  7. Ilustración: para el compuesto Aℓ2(SO4)3 Si 27 es el Pa del Aℓ, 32 es el Pa del S y 16 es el Pa del O relacionado con el elemento oxígeno, tenemos: Pa = 16 (leído en la TP). R = 12 = (4x3 leídos en la fórmula) Mw = 2(27) + 3(32) + 12(16) = 342 (leído en la calculadora), Para este mismo compuesto, las relaciones para el elemento S Pa = 32 (leído en la TP). R = 3 = (1x3 leído en la fórmula) Mw = 2(27) + 3(32) + 12(16) = 342 (leído en la calculadora), Para este mismo compuesto, las relaciones para el elemento Aℓ Pa = 27 (leído en la TP). R = 2 = (leído en la fórmula) Mw = 2(27) + 3(32) + 12(16) = 342 (leído en la calculadora),

  8. Wcto Welem Pa 1 Mw 1 elem R 1 cto Estas cuatro variables y sus relaciones las podemos agrupar así: Este “mapa” lo podemos asociar con la ciudad de Venecia que posee unas islas vecinas y para ir de una isla a otra podemos caminar por los “puentes”: Mw, R o Pa. Es como jugar “Mario Bross”. El itinerario para ir desde Wcto hasta Welem sería: Primerocaminar por Mw para ir desde Wcto hasta cto, Luegocaminar por R para ir desde cto hasta elem y por último caminar por Pa para ir desde elem hasta Welem

  9. W g cto W g elem Pa 1 Mw 1 atgr R 1 mol Mundo macro Estas cuatro variables se pueden medir en el laboratorio (mundo macro) en: gramos (g), átomo-gramo (atgr) y mol (debe ser gramo-mol, pero se omite el gramo), el “mapa” queda: Wcto Welem Pa g elem 1 at gr Mw g cto Pa 1 1 mol Mw 1 elem R atgr 1 mol Las unidades de cada factor se asignan: Arriba la de arriba, Abajo la de abajo R 1 cto

  10. Wcto Welem Pa lb.elem 1 at lb Pa 1 Mw lb. cto 1 lb mol Mw 1 R at lb 1 lb mol R 1 cto Mundo macro USA Estas cuatro variables se pueden medir si el laboratorio es la USA (mundo macro) en: libras (lb), átomo-libra (atlb) y lbmol (libra-mol), el “mapa” queda: W lb. cto W lb. elem At lb. elem Las unidades de cada factor se asignan: Arriba la de arriba, Abajo la de abajo Lb. mol

  11. Wcto Welem Pa Kg.elem 1at Kg. Pa 1 Mw 1 R at Kg 1Kg mol R 1 cto Mundo macro fábrica Estas cuatro variables se pueden medir SI el laboratorio es de una fábica (mundo macro) en: kilogramos (kg), átomo-kilo (atk) y Kilomol (kmol ) el “mapa” queda: W Kg. cto W Kg. elem Mw Kg.cto 1Kg mol elem At Kg. Las unidades de cada factor se asignan: Arriba la de arriba, Abajo la de abajo Kg. mol

  12. Wuma. cto Wuma. elem Pa uma. elem 1at Mw uma. cto 1molec at R at 1molec molec Mundo micro Estas cuatro variables se pueden medir en el mundo micro (partículas aisladas) en: Unidade de masa atómica (uma), átomo (at) y molécula (molec) el “mapa” queda: Wcto Welem Pa 1 Mw 1 elem Las unidades de cada factor se asignan: Arriba la de arriba, Abajo la de abajo R 1 cto

  13. No unidades micro 1 unidad macro Las unidades micro son un submúltiplo de las unidades macro. En una unidad macro hay 6.02x1023 unidadesmicro. El número 6.02x1023 se conoce como el “número de Avogadro” y se representa como No La equivalencia anterior la podemos representar como el factor: Como este factor es útil para “cambiar de mundo”, lo vamos a llamar: “el pasaporte”, por lo tanto hay cuatro aplicaciones del pasaporte, una en cada fila:

  14. 6.02x1023 umas cto 1 g cto 6.02x1023 umas elem 1 g elem 6.02x1023 at 1 atgr. No unidades micro 1 unidad macro 6.02x1023 molec 1 mol fila número Pasaporte: M u n d o s micro macro Para Wcto 1 g cto Uma cto Para Welem 2 g elem Uma elem Para elem.  3 atgr at Para cto  4 mol molec Todo lo anterior lo podemos resumir en la siguiente tabla.

  15. Pa g elem 1atgr Pa uma elem 1at Mw g cto 1mol Mw uma cto 1molec R atgr 1mol R at 1molec No unidades micro 1 unidad macro Mundo micro Mundo macro W g cto W uma cto  ¿ pasaporte 1 ?  W uma elem W g elem  ¿pasaporte 2 ?  atgr at  ¿ pasaporte 3 ?  mol molec  ¿ pasaporte 4 ?  No = 6.02x1023

  16. Ilustración1: en 17.1 g de Aℓ2(SO4)3, cuántas umas de Aℓhay? Nota: los Pa son: Aℓ = 27, S = 32, O = 16 R del elemento Aℓ en la sal (sulfato alumínico) es 2 Mw = 2(27) + 3(32) + 12(16) = 342 Pa del elemento Al= 27 Solución: ubicamos la información en macro – micro y planteamos el itinerario (jugamos Mario Bross) para ir: Desde17.1 g sal (el compuesto):punto de partida, mundo macro Hasta?W uma. Al (El elemento): punto de llegada, mundo micro Entonces necesitamos los dos mundos Los factores involucrados en el itinerario, para que sean útiles, se deben escribir para posteriormente usarlos, pero sin alterarsus unidades propuestas, El peso molecular en el mundo macro es: 342 g sal 1mol sal 342 mol sal 1g sal Acaba de inventar el moléculapesar de la sal Si usted escribe 

  17. 6.02x1023 uma sal 27 1 27 1 27 uma Aℓ 342 1 342 1 342 Uma sal 2 1 2 1 2 At Aℓ 6.02 x 1023 micro 1 macro 6.02 x 1023 micro 1 macro W uma. sal  pasaporte 1 17.1 g sal W gr. sal 1 g sal W g Aℓ  pasaporte 2 ? Wuma. Aℓ W uma. Aℓ 1 At Aℓ atgr At 1 molec sal  pasaporte 3 1molec sal mol molec  pasaporte 4

  18. 6.02x1023 uma sal 1 g sal 6.02x1023 uma sal 1 g sal 27 g Al 1 atgr 27 uma. Aℓ 1 At Aℓ 27 uma. Aℓ 1 at Aℓ 342 g sal 1 mol 342 uma.sal 1 molec sal 1 molec sal 342 uma.sal 2 atgr 1 mol 2 at Al 1 molec sal 2 At Aℓ 1molec sal X  Wuma. sal 17.1g sal Wg Al 1 ? Wuma. A ℓ  pasaporte 2 LA TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES ES: X  4 1 2-1 17.1 g sal X  2 atgr at  pasaporte 3 = 1.62x1024 umas Aℓ 3 4 X  3 Son: 1.03x1025 umas sal mol 3.01x1022 molec sal  pasaporte 4 molec 6.02x1022 at Aℓ

  19. Ilustración2: en 13.2 g de CO2, cuántos g de C hay? Nota: los Pa son: C = 12, O = 16 R del elemento C en el C1O2 (óxido carbónico) es 1 Mw = 1(12) + 2(16) = 44 Pa del elemento C = 12 Solución: ubicamos la información en macro – micro y planteamos el itinerario (jugamos Mario Bross) para ir: Desde13.2 g CO2 (el compuesto):punto de partida, mundo macro Hasta?W g C (El elemento): punto de llegada, mundo macro Entonces necesitamos sólo el mundo macro Los factores involucrados en el itinerario, para que sean útiles, se deben escribir para posteriormente usarlos, pero sin alterar sus unidades propuestas.

  20. 12 g C 1 atgr C 13.2 g CO2 ? Wg C Mundo macro 12 g C 1atgr C 3 44 g CO2 1mol CO2 LA TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES ES: 1 Son: 0.3 mol CO2 X  Atgr C 0.3 atgr C X  1 atgr C 1mol CO2 2 1-1 2 13.2 g CO2 Mol CO2 X  = 3.6 g C 1 mol CO2 44 g CO2 1 atgr C 1 mol CO2 3

  21. Ilustración3:Si 0.1 mol de un compuesto pesan 3.5x1024 umas, calcular el peso molecular del compuesto Nota: el enunciado no menciona elementos no se requieren valores de pesos atómicos,ni de R del elemento Mw = X, porque la respuesta de su valor es “no se” Solución: ubicamos la información en macro – micro y planteamos el itinerario (jugamos Mario Bross) para ir: Desde0.1 mol :punto de partida, mundo macro Hasta3.5x1024 uma cto: punto de llegada, mundo micro Entonces necesitamos los dos mundos Los factores involucrados en el itinerario, para que sean útiles, se deben escribir para posteriormente usarlos, pero sin alterar sus unidades propuestas.

  22. 6.02x1023 uma cto 1 gr. cto Pa g elem 1atgr Pa uma. elem 1at X g cto 1 mol 6.02x1023 uma cto 1 g cto X g. cto 1mol X uma cto 1 molec R atgr 1mol R at 1molec 2 Mundo macro Mundo micro X  3.5x1024 uma. cto W g cto Wg elem  pasaporte 2 W uma. elem LA TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES ES: 2 1 1 0.1 mol X  = 3.5x1024uma cto X = 58.14 atgr  pasaporte 3 at  pasaporte 4 molec 0.1mol

  23. Ilustración 4:En 31.6 g de CaSO4.xH2O (esto es sulfato cálcico hidratado, lo vamos a abreviar cono sh que significa: ”sal hidratada”) hay 4 g de Ca, calcular el valor de x. Nota: los Pa son: Ca = 40, S = 32,O = 16, H = 1 R del elemento Ca en el compuesto sh es 1 Mw = 1(40) + 1(32) + 4(16) + 18x = 136 + 18x Pa del elemento Ca = 40 Solución: ubicamos la información en macro – micro y planteamos el itinerario (jugamos Mario Bross) para ir: Desde 31.6 g sh (el compuesto):punto de partida, mundo macro Hasta 4 g Ca (El elemento): punto de llegada, mundo macro Entonces necesitamos sólo el mundo macro Los factores involucrados en el itinerario, para que sean útiles, se deben escribir para posteriormente usarlos, pero sin alterar sus unidades propuestas,

  24. 3 40 g Ca 1 atgr Ca 40 g Ca 1atgr Ca (136 + 18x) g sh 1mol sh 1 1 atgr Ca 1 mol sh 1 atgr Ca 1mol sh 2 1 mol sh (136 + 18x) g sh 31.6 g sh 4 g Ca LA TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES ES: Mundo macro 1-1 2 31.6 g sh Atgr Ca X  = 4 g Ca 3 X   x = 10 1264 = 544 + 72x Mol sh La fórmula de la sh es CaSO4,10H2O X 

  25. Una historieta Érase una vez . . . que los famosos “cortapalos” Hugo, Paco y Luis (los sobrinos del Pato Donald, Disney Channel) cansados de pedirle a su tíoDonald para la mesada y siempre quedar con la mano estirada… … debido al grado de pobreza del pobre Tío, decidieron apelar al Tío Rico y éste les informó que nada les quería dar, pero les propuso una sociedad para vender “perros calientes” con la CONDICIÓN de recibir en cualquier momento por parte de cada “socio”, información exacta de proyección en las ventas.

  26. Un día llama Tío Rico a Hugo y le dice: Haga inventario que quiero conocer su proyección de ventas. Hugo en su inventario encuentra que tiene 1500 gramos. de panes y 2000 gramos. de salchichas, al preguntarle Tío Rico: ¿sabe cuántos perros piensa vender?  La respuesta de Hugo fue: NO SÉ. Con esta respuesta se terminó la sociedad para fabricación y venta de perros entre Hugo y Tío Rico. Aburrido Hugo le comentó a sus hermanos que es peligroso hacer inventario en gramos. en estequiometría son arduos los cálculos en gramos

  27. Posteriormente llama Tío Rico a Paco y le dice: haga inventario que quiero conocer su proyección de ventas Paco en su inventario encuentra que tiene 15paquetes de panes y 20paquetes de salchichas, al preguntarle Tío Rico: ¿sabe cuántos perros piensa vender?  La respuesta de Paco fue: NO SÉ. Con esta respuesta se terminó la sociedad para fabricación y venta de perros entre Paco y Tío Rico. Aburrido Paco le comentó a sus hermanos que es peligroso hacer inventario en paquetes (los paquetes en estequiometría equivalen a moles). en estequiometría son arduos los cálculos en moles

  28. A continuación llama Tío Rico a Luis y le dice: Haga inventario que quiero conocer su proyección de ventas Como Luis si aprende por experiencia ajena Luis en su inventario encuentra que tiene 10panes y 15salchichas, al preguntarle Tío Rico: ¿sabe cuántos perros piensa vender?  la respuesta de Luis fue contundente: SI SE Los panes me limitan la producción (reactivo límite) me puedo gastar 10panes que se consumen con 10salchichas y puedo vender 10perros. Me sobran 5salchichas Con esta respuesta prosperó la sociedad para fabricación y venta de perros entre Luís y Tío Rico. Dicen que Hugo y Paco trabajan para Luís en Mac Perros

  29. Eeq gr. 1mol Satisfecho Luis le comentó a sus hermanos que es muy práctico hacer inventarios como él, porque es muy útil la proporción 1 a 1 para tomar decisiones Un perro caliente se fabrica con Un pan y con Una salchicha En estequiometría la proporción1 a 1 entre reactivos y productos se cumple en una unidad estequiométrica especial que se llama “equivalente gramo”,(eq gr.) Por esta razón es necesario desde balanceo dominar el cálculo del factor equivalente gramo (E), ya que como factor, sus unidades son:

  30. Un fin de semana salieron a trabajar con su inventario de 10 panes (RL) y 15 salchichas Cuando habían vendido solo 5 perros ocurrió un apagón y al pasar el informe a Tío Rico, éste los recriminó porque solo tuvieron una eficiencia del 50% Realmente vendieron menos de lo teóricamente esperado salchichas panes Tenían 10 15 balance gastan 5 5 Venden 5 Perros calientes sobran 10 5 Observe que en este caso del reactivo límite, (los panes), sobrancinco En química también existe porcentaje de eficiencia cuando se obtienerealmentemenos de los esperados teóricamente y si la reacción es lenta, también sobrareactivo límite Es de anotar que para el próximo fin se semana los panes y las salchichas que sobraron se dañaron

  31. El Viernes Santo salieron a trabajar con su inventario de 10 panes (RL) y 15 salchichas Como es vigilia, para no botar lo que sobre, Tío Rico les dice: por cada perro caliente que vendan, se pueden comeruno. Realmente vendieron menos de lo teóricamente esperado Hacen 10 pero sólo venden 5  Eficiencia = 50% panes salchichas 10 Tenían 15 balance gastan 10 10 Venden 5 Perros calientes 0 sobran 5 Observe que en este caso del reactivo límite, (los panes), sobracero En química también existe porcentaje de eficiencia cuando se obtiene realmente menos de los esperados teóricamente y si hay pérdida de producto, el reactivo límite se consume totalmente

  32. EstequiometríaII Cálculos estequiométricos en reacción química Normas de interpretación de lectura para fabricar los factores de conversión en el mundo macro: cálculos en equivalente gramo (eq gr)

  33. Los cálculos en reacción química se pueden hacer con: y absurdas Regla de tres pero hay directas inversas Si por 1hora Me pagan 9 $ A menor pago, menos trabajo Cuanto trabajo Si me pagan 1 $ Proporción directa Si un hombre Hace una obra en 9 meses A menos tiempo, más hombres Cuantos hombres La harán en 1 mes Proporción inversa Si una mujer Hace un hijo en 9 meses Proporción absurda Cuantos mujeres La harán en 1 mes Ecuaciones pero con términos que se pueden enredar o olvidar  Cálculos en gramos ¿Se acuerda de HUGO?  Factores Cálculos en moles ¿Se acuerda de PACO?  Cálculos en equivalentes gramo ¿Se acuerda de LUIS?

  34. pp gpuros 100 g impuros Cálculos estequiométricos en reacción química Para estos cálculos, vamos a construir los factores de conversión requeridos, teniendo en cuenta que: • Los reactivos “puros” son costosos, por esta razón los insumos se consiguen con porcentaje de pureza (PP%), cuyo valor nos indica el número de gramospuros que hay por cada 100gramosimpuros. • conceptualmente el “todo” son los gramos impuros y corresponde al 100 • y la “parte” son los gramos puros y corresponde al porcentaje. Lo anterior se puede interpretar como un factor, así: A las palabras puro – impuro las vamos a denominar “apodos”, ya que son útiles para diferenciar los gramos dados o pedidos. Si haypp% es porque los gramos, mL, umas dados o pedidos son impuros Si no haypp% es porque los gramos, mL, umas dados o pedidos son puros

  35. Ef eq gr. real 100 eq gr.teórico En muchas ocasiones de los productos realmentese obtiene menos de los esperados teóricamente, en estos casos se habla de porcentaje de eficiencia o rendimiento (ef %), cuyo valor nos indica el número de equivalentes gramoreales que hay por cada 100equivalentes gramosteóricos, y se interpreta en la “flecha” que se lee “produce” Conceptualmente el “todo” son los eq gr. teóricos y corresponde al 100 y la “parte” son los eq grreales y corresponde al porcentaje. Esta eficiencia de la reacción se puede dar porque la reacción es “lenta”, o la reacción es en equilibrio químico ( sobraRL) o porque hay “pérdida de productos” (se acaba el RL). Lo anterior se puede interpretar como un factor, así: A las palabras real - teórico también las vamos a denominar “apodos”, ya que son útiles para diferenciar la cantidad obtenida de un producto dependiendo si hay o no ef %. Si hayef % es porque los productos son reales Si no hay ef % es porque los productos son teóricos

  36. Notas • Los apodospuro – impuro se le asignan a las unidades de peso (W) o a las unidades de volumen (V): (g, mL, uma) • Los apodos teórico – real se le asignan a los productos (un reactivo no es teórico ni real) Si ordenamos alfabéticamente los cuatroapodos, encontramos que: impuro – puro están asociados a pp% y real – teórico lo están con ef % Impuro (a: g, mL o uma) si haypp% Puro si no hay pp% Puro (a: g, mL, uma) Real (a los productos) si hayef % Teórico(a los productos) si no hay ef % Para construir los factores requeridos sólo se requiere una correcta interpretación del enunciado, para esto propongo:

  37. MCM ce # de e transferidos ce Normas de interpretación de lectura, en el mundo macro, para cálculos en reacción química usando equivalentes gramo, (eq gr.) Pasos 1. Reacción balanceada (rxn bal), incluyendo los e- transferidos, si la reacción es de oxido reducción o los “e- transferidos” (el mínimo común múltiplo, MCM, de los coeficientes estequiométricos (ce), de la reacción balanceada por tanteo), si la reacción no es de oxido reducción. Para calcular el factor equivalente gramo (E). Si la reacción es de oxido reducción, balanceada por REDOX o por IÓN ELECTRÓN E = Si la reacción no es de oxido reducción, Balanceada por TANTEO E = el MCM (mínimo común múltipo) de los ce (coeficientes estequiométricos) de la reacción balanceada por tanteo equivalen al “# de e- transferidos”

  38. E eq gr. 1 mol 6.02x1023 moléculas 1 mol 6.02x1023 uma 1 g 2. Según el enunciado, debajo de cada reactivo y de cada producto escribir la información dada o pedida, si se menciona la eficiencia, ella se incluye en la columna de la flecha donde se lee “produce” 3. Si el enunciado involucra moléculas o umas (mundo micro) se requiere el “pasaporte”, ya que estas normas de lectura son del mundo macro, así: 3. Hacer para cada reactivo y para cada producto involucrados en el enunciado el factor equivalente gramo, E, con sus unidades: Ya que los cálculos los vamos a realizar en la unidad estequiométrica eq gr. por que la proporción es 1:1 en esta unidad de medida (recuerda la historieta?)

  39. Mw g puro 1mol 4. Si el enunciado involucra el peso, se requiere el peso molecular en el mundo macro para convertir éstos a moles y con el factor E llegamos a los equivalentes gramo (eq gr). Como los gramos, en función del % de pureza, pueden ser puros o impuros, los gramos del peso molecular tienen que ser puros (en la tabla periódica no hay basura)

  40. pp g puros 100 g impuros (pp%)? pp g puros 100 g impuros 5. Si el enunciado para un reactivo o para un producto involucra porcentaje de pureza (pp%), es porque a las unidades de peso (g, uma) o volumen (mL) les asignamos el “apodo”impuro. (Las moles, las moléculas y los eq gr. no tienen este apodo), y hay que construir el factor: Si no hay pp% es porque las unidades de peso (g, uma) o volumen (mL) tienen el “apodo”puro y no se hace el factor. En forma de algoritmo: Apodo impuro (>) A unidades g, uma, mL si Y hacer el factor Apodo puro (<) A unidades g, uma, mL no Y no hacer el factor

  41. ef eq gr. reales 100 eq gr. teóricos ef eq gr. reales 100 eq gr. teóricos (ef %)? 6. Si el enunciado involucra porcentaje de eficiencia (ef %), es porque todas las unidades de los productos son realesy hay que construir el factor: Si no hay ef% es porque las unidades de los productos tienen el apodo teórico y no se hace el factor. En forma de algoritmo: Apodo real(<) A los productos si Y hacer el factor Apodo teórico(>) A los productos no Y no hacer el factor

  42. 1 eq gr. productoteórico 1 eq gr. de RL? 1 eq gr. un producto teórico 1 eq gr. de otro productoteórico 1 eq gr. un reactivo 1 eq gr. de RL? 7. Hacer el puente: en proporción 1:1 en equivalente gramo: para cada producto involucrado en el enunciado Para ir del reactivo límite a un producto El puente también puede ser: Para ir del reactivo límite a otro reactivo, un reactivoNo acepta los apodos teóriconi real Para ir desde un producto hasta otro producto

  43. Para determinar el reactivo límite (RL?), hay dos posibilidades: Normas A. Si el enunciado da información de sólo un reactivo, él es el reactivo límite (RL) Normas B. Si el enunciado da información de dos o mas reactivos, el reactivo límite (RL) es el reactivo que posea menor número de equivalentes gramo, no confundir con el que tenga menor valor de E Por lo tanto a cadareactivole calculamos el número de equivalentes gramo con sus factores construidos siguiendo las normas de lectura. Todo lo anterior lo podemos resumir en el siguiente algoritmo:

  44. 6.02x1023 unidades micro 1 unidad macro E eq gr 1 mol Mw g puro 1 mol g ? En ABC pp g puros 100 g impuros (pp%)? ef eq gr. reales 100 eq gr. teóricos (ef %)? 1 eq gr. de producto teórico 1 eq gr. de RL? Reacción balanceada, con: # de e- transferidos o con MCM y enunciado umas g molec mol Pasaporte? sí no no hacer factor sí no no hacer factor Apodo impuro (>) A: g, mL, uma sí Y hacer el factor Apodo puro (<) A: g, mL, uma no Y no hacer factor Apodo real (<) A los productos sí Y hacer el factor Apodo teórico (>) A los productos no Y no hacer factor puente RL? El reactivo de menor # de eq gr.

  45. Ilustración 1: Se someten a reacción 500 mL de H2SO4 al 98% de densidad 1.98 g/mL con 3.01x1024moléculas de Aℓ (OH)3, si la eficiencia de la reacción es del 90%, calcular: Las moles de Aℓ2(SO4)3 que se obtienen (?n mole) Las umas de agua al 75% que se obtienen ( ?W uma) Cuánto sobra del reactivo en exceso, si la eficiencia de la reacción es por pérdida de productos En este caso el reactivo límite se consume totalmente Cuánto sobra del reactivo en exceso, si la eficiencia de la reacción es por lentitud de la reacción En este caso del reactivo límite se consume el 90% Aclaraciones Como esta es una reacción de neutralización, se balancea por tanteo Abreviaturas: H2SO4 es A, Aℓ(OH)3 es B, Aℓ2(SO4)3 es C, H2O es D. Lo que sobra de un reactivo, se debe reportar en la misma unidad del enunciado, cuando no se aclara una unidad particular.

  46. 6.02x1023 uma Dimp real 1.98 g A imp 1.98 g A 1 mL A 6 eq gr C real Enunc. 6.02x1023 uma D 1g D 6.02x1023 molec B 1 mol B 6.02x1023 uma D imp Pasap? 2 eq gr. A 1 mol A 3 eq gr. B 1 mol B 6 eq gr. C 1 mol C 1 eq gr. D 1 mol D ¡E! 1 eq gr C real 18 g D puroreal 18 g D puro 1 mol D 98 g A puro 1 mol A g ? 75 g Dpuro real 75 g D puro 100g D imp 98 g A puro 100g A imp pp%? 90 eq gr C real 100 eq gr. C teor 90 eq gr D real 100 eq gr. Dteor ef %? ¡puente! 1 eq gr Cteor 1 eq gr. RL? 1 eq gr Dteor 1 eq gr. RL? reacción. balanceada  3 H2SO4 Aℓ2(SO4)3 + 2 Aℓ(OH)3 1 + 6 H2O MCM = 6 90% 500 mL A ? n mol C ?W uma D ?W uma D imp 500 mL A imp 3.01x1024 molec B ?n mol Creal ?W uma D impreal 98% 75% 1 mL A imp Si Si 1 g D impreal 1 g D imp No, no factor No, no factor 1 mol C real 1 mol D real Si: factor Si  factor gr.? no, no factor no, no factor 1 mol D real Si: apodo impuro a: g, mL y factor Si: apodo impuro a: g, uma y factor No: apodo puro No: apodo puro 100 g Dimp real Si  apodo real y factores

  47. 1.98 g A imp 1 mL A imp 2 eq gr. A 1 mol A 98 g A puro 1 mol A 98 g A puro 100 g A imp 2 eq gr. A 1 mol A 1 mol A 98 g A puro 1.98 g A imp 1 mL A imp 98 g A puro 100 g A imp RL? Cuál es el reactivo límite? Para el H2SO4 por interpretación de lectura para pasar desde 500 ml A imp. hasta el # de eq gr. construimos 4 factores: X  1 Como el reactivo límite (RL) es el reactivo que posee el menornúmero de equivalentes gramo, y el número de eq gr de cada reactivo se calcula con sus factores construidos por interpretación de lectura, entonces: X  2 X  3 X  4 La transformación de unidades es: 1 4 3-1 2 500 mL A imp Son 990 g A imp Son 970.2 g A puro Son 9.9 mol A = 19.8 eq gr. A

  48. 6.02x1023 molecB 1 molB 3 eq gr.B 1 molB 1 molB 6.02x1023 molecB 3 eq gr.B 1 molB Para el Aℓ(OH)3 por interpretación de lectura para pasar Desde 3.01x1024 molec Bhasta el # de eq gr. B construimos solo 2 factores: X  1 X  2 La transformación de unidades es: 1-1 2 3.01x1024 molec B = 15 eq gr. B Son 5 mol de B Como 15 eq gr. B < 19.8 eq gr. A Entonces: la base es el reactivo límite Conclusión: Tenemos 15 eq gr.RL

  49. 1 mol C real 6 eq gr. C real 6 eq gr. C real 1 mol C real 1 eq gr. C teor 1 eq gr. RL? 1 eq gr. C teor 1 eq gr. RL? 90 eq gr. C real 100 eq gr. C teor 90 eq gr. C real 100 eq gr. C teor Las moles de Aℓ2(SO4)3 que se obtienen (?n mole) X  Para el Aℓ2(SO4)3 por interpretación de lectura para pasar desde 15 eq gr RLhasta n moles C real. construimos 3 factores: 1 X  2 X  3 La transformación de unidades es: 3 2 1-1 15 eq gr. RL = n mol Creal R/ se obtienen 2,25 mol C real Son: 15 eq gr. C teóricos, 13.5 eq gr. C reales Las moles de C que se obtienen son reales, porque si hay% de eficiencia Nota: el 90 (ef%) en la transformación de unidades queda en el numerador, esto explica porque algunos autores hacen una “regla de tresdirecta”

  50. 1 eq gr. D real 1 mol D real 75 g D puro real 100g D imp real 18 g D puro real 1 mol D real 6.02x1023 uma D imp real 1g D imp real 6.02x1023 uma D imp real 1g D imp real 18 g D puro real 1 mol D real 1 eq gr. D teor 1 eq gr. RL 1 eq gr. D teor 1 eq gr. RL 1 mol D real 1 eq gr. D real 90 eq gr. D real 100 eq gr. D teor 90 eq gr. D real 100 eq gr. D teor 100 g D imp real 75 g D puro real Las umas de agua al 75% que se obtienen ( ?W uma D imp real) Con los 6 factores construidos por interpretación de lectura: X  X  X  1 2 3 X  X  X  4 5 6 La transformación de unidades es: 6 5 2-1 3 15 eq gr. RL = W uma D imp real W = 1.95x1026 4-1 1 324 g D imp real Son: 15 eq gr. D teor, 13.5 eq gr. D real, 243 g D puro real, R/. Se obtienen 1.95x1026 umas D impreal; imp porque si hay pp% y real porque si hay ef%

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