UNIDAD 1 : SEMANA  3 y 4 

(ESTEQUIOMETRIA : ECUACIONES QUIMICAS, BALANCE Y  TIPO DE REACCIONES QUIMICAS) 

(CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS: RENDIMIENTO DE REACCIONES)

Ecuaciones Químicas y Balanceo

Una ecuación química representa una reacción química, mostrando los reactivos que se combinan para formar productos. Para que una ecuación sea válida, debe estar balanceada , lo que significa que el número de átomos de cada elemento debe ser el mismo en ambos lados de la ecuación. Esto se logra ajustando los coeficientes estequiométricos, que son los números que se colocan delante de las fórmulas químicas para indicar cuántas moléculas de cada sustancia están involucradas en la reacción.

Por ejemplo, en la reacción de formación del amoníaco: 

norte 2 ​ +3 horas 2 ​ →2NH​​  3 ​   

Aquí, se necesita 1 molécula de nitrógeno y 3 moléculas de hidrógeno para producir 2 moléculas de amoníaco, manteniendo el equilibrio de átomos de nitrógeno e hidrógeno.

Proporciones molares

 Las proporciones molares son relaciones que indican cuántos moles de un reactivo se requieren para reaccionar con un número específico de moles de otro reactivo. Estas proporciones se derivan de las ecuaciones balanceadas y son esenciales para realizar cálculos estequiométricos, como determinar la cantidad de reactivos necesarios o el rendimiento de productos en una reacción química.

Tipos de reacciones químicas

Las reacciones químicas se pueden clasificar en varios tipos, entre los cuales se encuentran:

• Reacciones de síntesis :  Dos o más reactivos se combinan para formar un solo producto. Ejemplo: 𝐴 + 𝐵 → 𝐴 𝐵 A+B→Un B.
• Reacciones de análisis : Un solo reactivo se descompone en dos o más productos. Ejemplo: 𝐴 𝐵 → 𝐴 + 𝐵 Un B→A+B.
• Reacciones de desplazamiento : Un elemento se desplaza a otro en un compuesto. Ejemplo: 𝐴 + 𝐵 𝐶 → 𝐴 𝐶 + 𝐵 A+antes de Cristo→Una C+B.
• Reacciones de combustión : Un compuesto reacciona con oxígeno, produciendo energía en forma de calor y luz. Ejemplo: 𝐶 𝑋 yo 𝑦 + Oh 2 → 𝐶 Oh 2 + yo 2 Oh C  X ​  yo  y ​  +Oh  2 ​  →C O  2 ​  +yo  2 ​  Oh.
• Reacciones de doble desplazamiento : Los iones de dos compuestos intercambian lugares. Ejemplo: 𝐴 𝐵 + 𝐶 𝐷 → 𝐴 𝐷 + 𝐶 𝐵 Un B+CD​→Una D+C.B..

La comprensión de estos tipos de reacciones y la capacidad de equilibrar ecuaciones son habilidades esenciales en la química, permitiendo a los químicos predecir los productos de las reacciones y calcular las cantidades de reactivos necesarios.

RENDIMIENTO DE REACCIONES:

Conceptos Clave

Rendimiento teórico

• El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que se puede obtener a partir de una reacción química, calculada a partir de la estequiometría de la ecuación balanceada. Este rendimiento se basa en la cantidad de reactivos que se tienen y su relación estequiométrica en la reacción.

Rendimiento real

• El rendimiento real es la cantidad de producto efectivamente obtenida en un experimento. Este valor suele ser menor que el rendimiento teórico debido a diversos factores, como reacciones incompletas, pérdidas durante el proceso de reacción, o la formación de productos secundarios.

Rendimiento porcentual

 El rendimiento porcentual se calcula utilizando la fórmula:

Este porcentaje indica cuán eficiente fue la reacción en comparación con lo que se esperaba.

CALCULO DE RENDIMIENTO:

Para calcular el rendimiento de una reacción, se siguen estos pasos:

Determinar el reactivo limitante : Este es el reactivo que se consume primero y limita la cantidad de producto que se puede formar. Se puede identificar mediante la comparación de las proporciones de los reactivos disponibles con las proporciones requeridas en la ecuación balanceada.

Calcular el rendimiento teórico : Utilizando la cantidad del reactivo limitante y la relación estequiométrica de la reacción, se calcula cuántos moles de producto se pueden formar y luego se convierte a gramos usando la masa molar del producto.

Medir el rendimiento real : Este es el producto obtenido experimentalmente.

Calcular el rendimiento porcentual : Usando la fórmula mencionada anteriormente, se puede determinar la eficiencia de la reacción

Ejemplo ilustrativo

Supongamos que en una reacción se usan 10 g de un reactivo limitante y se obtiene 6 g de producto.

• Rendimiento teórico : Supongamos que, según los cálculos estequiométricos, el rendimiento teórico es 8 g.
• Rendimiento real : Se obtuvo 6 g de producto.
• Cálculo del rendimiento porcentual :

Este resultado indica que el 75% del producto esperado fue efectivamente producido en la reacción.

Conclusión

El rendimiento de las reacciones es un aspecto crucial en la química, ya que permite evaluar la eficiencia de los procesos químicos. Comprender cómo calcular el rendimiento teórico y porcentual es esencial para realizar experimentos y mejorar procesos en la química industrial y de laboratorio.