En los hogares, frecuentemente estamos haciendo química. Nuestras abuelas acostumbraban recetar remedios caseros cuando sentíamos algún malestar, como por ejemplo ante una picadura de hormiga o de una abeja ponen en el piquete bicarbonato, si es de una avispa lo tratan con vinagre, si sentimos acidez nos dan leche de magnesia. Cuando se herrumbra una pieza de hierro la tratan con ácido muriático, los suelos demasiados ácidos los tratan con cal viva o cal apagada, si tienen poca acidez con azufre o sulfato ferroso, y así muchos ejemplos más.
Interpreta entonces uno de ellos, ¿que sucede en el estómago cuando tenemos acidez y nos tomamos una cucharada de leche de magnesia? (dilución recomendada un gramo de leche de magnesia por litro de agua).
Tomar esta cucharada, ¿garantiza neutralización total de la acidez?
¿Porqué si o porqué no?
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REACTIVO LIMITANTE: SUSTANCIA QUE LIMITA ESTEQUIOMETRICAMENTE LA CANTIDAD DE
Por ejemplo:
Cuando preparamos alcohol al 70% para desinfectarnos las manos hacemos lo siguiente: medimos 70 ml de alcohol y agregamos 30 ml de agua, tendremos así 100 ml de solución alcohólica al 70%.
Cuando preparamos alcohol al 70% para desinfectarnos las manos hacemos lo siguiente: medimos 70 ml de alcohol y agregamos 30 ml de agua, tendremos así 100 ml de solución alcohólica al 70%.
Si tengo cantidad de agua ilimitada pero 1 litro de alcohol, esta claro que voy a poder preparar alcohol al 70% en cantidad limitada y esta cantidad depende de la cantidad de alcohol. El que está limitando que pueda seguir preparando mas solucion al 70%, es el alcohol.
Otro ejemplo:
Si se quema un trozo de madera se produce una reacción de combustión. En una reacción de combustión es necesario un combustible ( madera) y un comburente ( el oxígeno).
Si se quema un trozo de madera se produce una reacción de combustión. En una reacción de combustión es necesario un combustible ( madera) y un comburente ( el oxígeno).
Combustible + Comburente → CO2 + H2O + energía
Entonces ¿ cuál es en este ejemplo el reactivo limitante?
El oxigeno que contiene el aire va a sobrar por ello no limita la reacción, pero la reacción se va a terminar cuando se queme todo el trozo de madera, la madera es el reactivo limitante.
ACTIVIDAD № 1
CONTESTAR. ¿ que leyes de la estequiometría cree que están involucradas en este concepto?
- Para ver esta presentación :
- Hay ejercitación muy interesante respecto a las leyes en la siguiente página:
Ejemplo N° 1
Se hacen reaccionar 150 g de hidróxido de calcio Ca(OH)2 con 185 g de ácido nítrico (HNO3), para dar Ca(NO3)2 nitrato de calcio y agua.
a) Averiguar cuál es el reactivo limitante
b) ¿Cuánto nitrato de calcio se obtiene?
Como notarán tengo los datos de dos reactivos y debo trabajar con uno solo por lo tanto voy a analizar cuál es el reactivo que se consume totalmente y trabajo con él.
a) Como siempre, lo primero que hay que hacer es plantear la ecuación química balanceada y luego colocar las relaciones de moles y masas necesarias.
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1mol 2 moles 2 moles 1 mol
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Si el problema nos dijera que hacemos reaccionar 74,82 g de hidróxido de calcio y 126,04 de ácido nítrico ya sabríamos que se producirían 164,82 g de sal, (porque teóricamente esa es la relación entre los reactivvos), pero, esas no son las cantidades de las que partimos segun el enunciado del ejercicio.
…partimos de
¿Nos sobrará de alguno de ellos sin reaccionar?
Hay que calcularlo.
Si reaccionan 74,82g de Ca (OH)2 con……………………… 126,04 g HNO3
Los 150 g de Ca (OH)2 lo harán con………… x g de HNO3
X= 252,686 g de HNO3
Entonces si reaccionan los 150 g de hidróxido necesito 252,686 g de ácido
¿LOS TENGO?
NO
Tengo 185 g , por lo tanto, no puede reaccionar todo el hidróxido porque me falta ácido.
¿ quién limita la reacción? El ácido. El ácido es el Reactivo Limitante (RL)
¿ quién limita la reacción? El ácido. El ácido es el Reactivo Limitante (RL)
- Con el RL debo hacer los cálculos.
Tengo otra manera de calcularlo.
En vez de calcular cantidad de ácido, calculo cantidad de hidróxido. Debe dar el mismo resultado.
Lo hacemos.
Si reaccionan 74,82g de Ca (OH)2 con……………………… 126,04 g HNO3
Los x g de Ca (OH)2 ……………………..… 185 g de HNO3
X= 109,8 g de Ca (OH)2
Entonces si reaccionan los 185 g de ácido necesito 109,8 g de hidróxido
¿LOS TENGO?
SI
Tengo 150 g , por lo tanto, me sobra ( 150g – 109,8 g = 40,2 g ) si sobra no puede ser el RL. Entonces el limitante es el otro. El ácido es el Reactivo Limitante (RL)
Con el RL debo hacer los cálculos.
No es necesario hacerlo de varias maneras, una vez determinado, es suficiente.
b) Ahora debo responder cuánto nitrato de calcio se forma. Entonces uso el RL.
X= 241,92 g de sal
Uso los 185 g de nítrico y 109,8 g de hidróxido para obtener 241,92 g de sal.
Me sobran 40,2 g de hidróxido que no tuvo ácido suficiente para reaccionar.
Entonces, el reactivo que se consume totalmente y con el que se realizan los calculos de productos obtenidos es el RL. El reactivo que no se gasta totalmente, es el Reactivo que esta en exceso, RE.
Como se calcula el exceso? .
Como se calcula el exceso? .
Si reaccionan 74,82g de Ca (OH)2 con……………………… 126,04 g HNO3
Los x g de Ca (OH)2 ……………………..… 185 g de HNO3
X= 109,8 g de Ca (OH)2
Entonces si reaccionan los 185 g de ácido necesito 109,8 g de hidróxido
¿LOS TENGO?
SI
Tengo 150 g , por lo tanto, me sobra ( 150g – 109,8 g = 40,2 g ) si sobra no puede ser el RL. El hidroxido de calcio es el reactivo en exceso y sobran 40,2 g que no se consumen porque el otro reactivo , el RL, se acabó.
® ACTIVIDAD № 1
RESOLVER:
1.1.-Calcular la masa de nitrato de calcio que puede prepararse haciendo reaccionar 24,57 g de ácido nítrico con 9,62 g de hidróxido de calcio.¿cuál es el reactivo limitante?
1.2.-El cinc reacciona con ácido nítrico para producir nitrato de cinc, nitrato de amonio y agua. Si se parte de 16,30 g de acido nítrico y 18 g de Zn
a) plantea la ecuación balanceada correspondiente
b) ¿cuál es el RL?
c) calcula la cantidad de reactivo no limitante que sobra
d) calcula la cantidad de productos formados.
1.3.- El químico Felix Hoffman, preocupado por la obtención de algun remedio que aliviara los fuertes dolores que sufría su padre, sintetizó- a partir de un compuesto de la corteza del sauce, que por sus propiedades curativas ya había sido utilizado muchos años antes por los indígenas de Sudamérica- un nuevo analgésico que se comercializó con el nombre de aspirina.
Un comprimido cífico está formado por ácido acetilsalicílico y excipiente ( sustancia inerte que se mezcla con los medicamentos para darles consistencia, forma o sabor).
El ácido acetilsalicílico se puede obtener tratando el ácido salicílico (C7H6O3) con cloruro de acetilo C2H3OCl, segun la reacción:
C7H6O3 + C2H3OCl --> C6H4(OCOCH3)COOH + HCl
Cien años después de su descubrimiento su consumo sigue en alza, ya que cada vez se decubren nuevas aplicaciones.
a) Determinar el número de comprimidos de este popular medicamento que se consumen aproximadamente por segundo, sabiendo que se podrían obtener a partir de la reaccion de 1,4076 kg de ácido salicilico con 0,5495 kg de cloruro de acetilo.
Un comprimido de aspirina pesa 0,6 g de los cuales el excipiente supone el 16,6666...%.
.b)-Aunque todavía no ha sido lo suficientemente experimentado, parece ser que el sulfato de magnesio disminuyen las complicaciones que suelen sufrir los niños nacidos prematuramente. La utilizacion de este compuesto por parte de las madres con posibilidad de dar a luz niños con muy bajo peso podría disminuir el peligro de parálisis cerebral y atrofia mental de estos recien nacidos. ¿Qué cantidad de sulfato de magnesio se obtendría al hacer reaccionar 5,88 g de ácido sulfúrico con 2,9 g de hidróxido de magnesio? ¿ Cuál es el reactivo limitante?
1.3.- El químico Felix Hoffman, preocupado por la obtención de algun remedio que aliviara los fuertes dolores que sufría su padre, sintetizó- a partir de un compuesto de la corteza del sauce, que por sus propiedades curativas ya había sido utilizado muchos años antes por los indígenas de Sudamérica- un nuevo analgésico que se comercializó con el nombre de aspirina.
El ácido acetilsalicílico se puede obtener tratando el ácido salicílico (C7H6O3) con cloruro de acetilo C2H3OCl, segun la reacción:
C7H6O3 + C2H3OCl --> C6H4(OCOCH3)COOH + HCl
Cien años después de su descubrimiento su consumo sigue en alza, ya que cada vez se decubren nuevas aplicaciones.
a) Determinar el número de comprimidos de este popular medicamento que se consumen aproximadamente por segundo, sabiendo que se podrían obtener a partir de la reaccion de 1,4076 kg de ácido salicilico con 0,5495 kg de cloruro de acetilo.
Un comprimido de aspirina pesa 0,6 g de los cuales el excipiente supone el 16,6666...%.
.b)-Aunque todavía no ha sido lo suficientemente experimentado, parece ser que el sulfato de magnesio disminuyen las complicaciones que suelen sufrir los niños nacidos prematuramente. La utilizacion de este compuesto por parte de las madres con posibilidad de dar a luz niños con muy bajo peso podría disminuir el peligro de parálisis cerebral y atrofia mental de estos recien nacidos. ¿Qué cantidad de sulfato de magnesio se obtendría al hacer reaccionar 5,88 g de ácido sulfúrico con 2,9 g de hidróxido de magnesio? ¿ Cuál es el reactivo limitante?
® ACTIVIDAD № 2
RESOLVER:
Ejercicio 3.48 de la guia ( pág Q-89)
Problema N° 30 de” boletín de problemas y cuestiones en química básica”
® ACTIVIDAD № 3
RESOLVER:
Problema N°6, 7 y 8
Problema N° 45 de” boletín de problemas y cuestiones en química básica”
® ACTIVIDAD № 4
RESOLVER: entrar en vínculos y resolver tema 4:
Tutorial y ejercitacion
PUREZA DE LOS REACTIVOS
Antes de comenzar a resolver cualquier problema, si Ud conoce la pureza de los reactivos que participan en la reaccion que se analiza, asegurese de que descuenta la masa de las impurezas , ya que esta no reaccionara como el resto ( considerando que se trata de impurezas que no tengan reacciones cruzadas con alguno de los reactivos).
Ejemplo N° 1
Antes de comenzar a resolver cualquier problema, si Ud conoce la pureza de los reactivos que participan en la reaccion que se analiza, asegurese de que descuenta la masa de las impurezas , ya que esta no reaccionara como el resto ( considerando que se trata de impurezas que no tengan reacciones cruzadas con alguno de los reactivos).
Retomemos el ejemplo N° 1
Se hacen reaccionar 150 g de hidróxido de calcio Ca(OH)2 con 185 g de ácido nítrico (HNO3) al 85% de pureza, para dar Ca(NO3)2 nitrato de calcio y agua.
a) Averiguar cuál es el reactivo limitante
b) ¿Cuánto nitrato de calcio se obtiene?
Note que se trata del mismo ejercicio con la diferencia de que el acido nítrico que se usa para producir la reaccion no es puro, no tiene pureza 100%.
Que significa?
Significa que el 15% de la cantidad de la que se disponga , no es acido nitrico; como no es acido nítrico no va a reaccionar como tal por lo tanto no va a generar producto.
Entonces, si se cuenta con 185 g de acido pero ese acido esta al 85 %, en realidad no se tiene esa cantidad de àcido, sino menos.
Cuanto menos? El 15% menos.
Hay que decontarlo.
27,75 g de los 185 g iniciales no van a reaccionar por lo tanto no tiene sentido hacer cualquier calculo con 185 g .
Los calculos se haran con el siguiente valor= 185g-27,75g=157,25g
Debe proceder ahora de la misma manera que para el ejemplo inicial pero el enunciado será:
Ejemplo N° 1
Se hacen reaccionar 150 g de hidróxido de calcio Ca(OH)2 con 157,25 g de ácido nítrico (HNO3), para dar Ca(NO3)2 nitrato de calcio y agua.
a) Averiguar cuál es el reactivo limitante
b) ¿Cuánto nitrato de calcio se obtiene?
RENDIMIENTO DE LA REACCION editando
Problemas Anexos optativos
1...La ecuación que representa el proceso comercial para obtener sosa, cloro e hidrógeno es:
2NaCl + 2H2O --> 2NaOH + Cl2 + H2
Si se utilizan 40 kg de NaCl y 11.5 litros de agua pura
a) ¿Cuál de los reactivos actúa como limitante?
b) ¿Cuántos gramos de NaOH se producen si el rendimiento del proceso es del 100%?
c) ¿Qué cantidad queda del reactivo que está en exceso?
d) ¿Qué volumen de cloro se obtiene en condiciones normales de T y P?
2...El nitrato de potasio usado como fertilizante se obtiene industrialmente por la reacción:
KCl + NaNO3 --> KNO3 + NaCl
Si se agregan 80 kg de KCl sólido a 200 g de nitrato de sodio ¿Cuál de los reactivos es el limitante?
3... El azufre a altas temperaturas se combina con Fe para producir FeS.
Fe + S Fe S
Fe + S Fe S
En un experimento se hicieron reaccionar 8.67 g de S con 7.62 g de Fe.
a) ¿Cuál es el reactivo limitante?
b) ¿Qué masa de producto se formó?
c) ¿Qué cantidad de reactivo en exceso queda al final de la reacción?
4... Se hicieron reaccionar 44.47 g de cobre con 189 g de ácido nítrico efectuándose la siguiente reacción:
Cu + 4 HNO3 -->Cu (NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
a) ¿Cuál es el reactivo limitante y cuál el reactivo en exceso?
b) ¿Cuántos gramos de nitrato de cobre se obtuvieron?
c) ¿Qué masa de reactivo en exceso no reaccionó?
5... Para obtener la urea se hicieron reaccionar 637.2 g de amoníaco con 1142 g de óxido de carbono, según la siguiente ecuación:
2 NH3 + CO2 -->(NH2)2CO + H2O
a) ¿Cuál es el reactivo limitante y cuál el reactivo en exceso?
b) ¿Qué masa de producto (urea) se formó?
c) ¿Qué masa de reactivo en exceso quedó sin reaccionar?
6... La aspirina (ácido acetil salicílico) se prepara por calentamiento del ácido salicílico (C7H6O3) con el anhídrido acético (C4 H6 O3).
C7H6O3 + C4H6O3-->C4H8O4 + C2H4O2
Cuando se calientan 2.0 g de ácido salicílico con 4.0 g de anhídrido acético
a) ¿Cuántos g de de aspirina se forman?
7.... El disulfuro de carbono arde con oxígeno de acuerdo con la siguiente reacción:
C 2S + 3 O2--> C O2 + 2 SO2
Calcule los gramos de óxido de azufre producidos cuando reaccionan 15.0 g de sulfuro de carbono y 35 g de oxígeno. ¿Cuánto de reactivo permanecen sin consumirse?
