estequiometría

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estequiometría es el cálculo que permite relacionar cantidades de reactivos y productos, que participan en una reacción química con la ayuda de las correspondientes ecuaciones químicas.

A lo largo del tiempo ha habido numerosos intentos de explicar la constitución de la materia y sus transformaciones, hasta que en el año 1500 entre árabes y europeos, se desarrolló la alquimia, impulsada por el objetivo de obtener el elixir de la larga vida y la Piedra Filosofal. Posteriormente se desarrolló Iatroquímica, cuyo nombre principal fue Paracelso. La química solo obtuvo un carácter científico a partir del siglo XVIII cuando se combinaron la teoría y la práctica. En esta época aparece Lavoisier con la ley de conservación de la masa o ley de la naturaleza.

Antoine Laurent de Lavoisier, químico francés y considerado el padre de la Química Moderna, infirió que dentro de un recipiente cerrado, la masa total sería invariable incluso si ocurriera alguna transformación. Su teoría se hizo famosa simplemente por:

En la naturaleza nada se crea, nada se pierde, todo se transforma”.

Complementando su teoría llega Joseph Louis Proust quien, a través de experimentos con sustancias puras, concluyó que la composición de la masa de las sustancias era constante independientemente de su proceso de obtención. En resumen, la suma de la masa de los reactivos siempre dará como resultado el mismo valor que la suma de la masa de los productos.

Las leyes de Lavoisier y Proust se conocen como leyes de peso y marcan el comienzo de la química como ciencia, además de guiar el estudio de estequiometría. Veamos un ejemplo que ejemplifica las leyes discutidas anteriormente:

Si 3 gramos de carbono se combinan con 8 gramos de oxígeno para formar dióxido de carbono, 9 gramos de carbono se combinarán con 24 gramos de oxígeno para formar el mismo compuesto. En este caso, podemos ver que cuando triplicamos el valor de uno de los reactivos, también debemos triplicar la cantidad del otro reactivo (si lo hay) para que la reacción produzca proporcionalmente la cantidad de producto, esto enuncia la ley de Proust.

Cuando analizamos que el carbono de los reactivos se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono, nos damos cuenta de que no hay pérdida de átomos de carbono durante la reacción, solo que se presenta de forma combinada en los productos, manteniendo constante la masa.

La estequiometría viene dada por cálculos que relacionan la cantidad de reactivos y productos en el medio de reacción y predeterminan la cantidad de producto formado. Para realizar los cálculos necesitamos seguir algunas reglas:

1. Primero, debemos tener una lista clara de cantidades a continuación:

1 mol – xg (masa de la tabla de sustancias) – 6.02 x 10-3 átomos/moléculas – 22,4L (CNTP)

2. Escriba la reacción de modo que los reactivos y los productos cumplan con coeficientes equilibrados. El término equilibrado se refiere al número de átomos de un determinado elemento químico que deben ser iguales en reactivos y productos.

Después de estos pasos, se suele realizar una “regla de tres” para encontrar el valor buscado.

Debemos tener en cuenta algunos términos que intervienen en cálculos de este tipo que son:

Pureza: Se refiere a la cantidad de reactivo que es realmente capaz de reaccionar para formar un determinado producto. Por ejemplo, si decimos que la masa de un reactivo es de 100 g, pero tenemos la información de que tiene una pureza del 90%, debemos considerar que solo reaccionarán 90 g y en consecuencia se tendrá en cuenta a los efectos del cálculo el resto es impureza.

rendimiento: El rendimiento está especialmente relacionado con el producto. Cuando una reacción tiene un rendimiento total, significa que se obtendrá la cantidad total prevista en los cálculos, pero esto en la práctica no suele ocurrir debido a los residuos que se forman en las reacciones. Sin embargo, si realizamos los cálculos y nos damos cuenta de que una reacción ideal sería de 180 gramos y en la práctica hubo un rendimiento del 50%, deberíamos considerar que solo tenemos 90 gramos de producto.

Mira el video a continuación sobre estequiometría, producido por academia Khan y traducido al portugués por la Fundación Lemann.