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0#+&5*704 ▶ Comparar la cantidad de sustancia que se forma en una reacción (rendimiento real) con la cantidad pronosticada (rendimiento teórico) y determinar el rendimiento porcentual
Después de haber estudiado este capítulo, será capaz de ▶ Escribir ecuaciones químicas balanceadas para describir reacciones químicas, utilizando fórmulas químicas y modelos moleculares
▶ Trabajar con reacciones secuenciales
▶ Interpretar las ecuaciones químicas balanceadas para calcular las moles de reactivos y productos que intervienen en las reacciones
▶ Aprender y utilizar la terminología de soluciones —soluto, solvente, concentración— e identificar la importancia molecular
▶ Interpretar las ecuaciones químicas balanceadas para calcular las masas de reactivos y productos que intervienen en las reacciones
▶ Calcular concentraciones de las soluciones
▶ Determinar cuál es el reactivo limitante en las reacciones
▶ Efectuar cálculos relacionados con el empleo de soluciones en reacciones químicas
▶ Utilizar el concepto de reactivo limitante en los cálculos registrados en las ecuaciones químicas
En el capítulo 2 estudiamos la estequiometría de composición, es decir, las relaciones cuantitativas entre los elementos en los compuestos. En este capítulo estudiaremos la estequiometría de reacción: las relaciones cuantitativas entre sustancias cuando participan en reacciones químicas. En este estudio podemos plantear varias preguntas: ¿cómo podemos describir la reacción de una sustancia con otra? ¿Cuánto de una sustancia reacciona con una cantidad dada de otra sustancia? ¿Qué reactivo determina las cantidades de productos que se forman en una reacción química? ¿Cómo podemos describir reacciones químicas en solución acuosa? Nuestro interés es describir con exactitud cualquier reacción química ya sea que se utilice en un análisis químico, en la fabricación industrial de un material útil o bien de una que tenga lugar durante el metabolismo en el cuerpo humano. Las ecuaciones químicas representan un lenguaje muy preciso y a la vez muy versátil que describe cambios químicos, por lo que comenzaremos nuestro estudio examinando las ecuaciones químicas.
3.1 Ecuaciones químicas
▶ Algunas veces no es posible
representar a un cambio químico con una sola ecuación química; por ejemplo, cuando hay poco O2 presente se producen tanto CO2 como CO y debe usarse otra ecuación química para describir el proceso. En este caso, con un exceso de o con suficiente oxígeno, sólo se requiere una ecuación. Nos referimos a esto como combustión “completa” del metano.
Las reacciones químicas siempre implican la transformación de una o más sustancias en otra o más sustancias diferentes; en otras palabras, en las reacciones químicas se reacomodan átomos o iones para formar otras sustancias. Las ecuaciones químicas se utilizan para describir reacciones químicas y en ellas aparecen 1) las sustancias que reaccionan, llamadas reactivos; 2) las sustancias que se forman, llamadas productos; y 3) las cantidades relativas de las sustancias que intervienen. Escribimos los reactivos a la izquierda de una flecha y los productos a la derecha de esa flecha. Los números que aparecen antes de la fórmula de los compuestos en una reacción química reciben el nombre de coeficientes y representan al número de moléculas (o unidades formulares) de cada reactivo o producto que se necesitan para balancear la ecuación. Como ejemplo típico, consideremos la combustión del gas natural: una reacción que sirve para calentar edificios y cocinar alimentos; el gas natural es una mezcla de varias sustancias, pero su componente principal es el metano, CH4. La ecuación que describe la reacción del metano con un exceso de oxígeno es:
Los coeficientes indican la cantidad de cada elemento o compuesto presente y pueden modificarse para balancear la ecuación; se asume que los coeficientes que se omiten son iguales a 1.
CH4 1 reactivos
2O2
88n
CO2
1
2H2O
productos
Los subíndices indican el número de átomos de cada elemento presente en el compuesto o elemento y NO PUEDEN modificarse al balancear la ecuación.
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