La estequiometría es una rama de la química que se refiere al cálculo de las cantidades de reactivos y productos en reacciones químicas. Se basa en la conservación de la masa donde la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos en una reacción química. La estequiometría permite a los químicos predecir las cantidades de sustancias necesarias o producidas en una reacción determinada.
Moles: El mol es una unidad básica en química para expresar cantidades de una sustancia química. Se define como la cantidad de cualquier sustancia que contiene tantas entidades (átomos, moléculas, iones, etc.) como átomos hay en 12 gramos de carbono-12 puro.
Número de Avogadro: El número de Avogadro, \(6.022 \times 10^{23}\) , es el número de unidades en un mol de cualquier sustancia. Representa el número de átomos en 12 gramos de carbono-12.
Masa molar: La masa molar de una sustancia es la masa de un mol de esa sustancia. Las unidades de masa molar son gramos por mol (g/mol).
Ecuaciones químicas: las ecuaciones químicas proporcionan una representación simbólica de una reacción química, mostrando los reactivos y productos junto con sus coeficientes, que representan el número relativo de moles de cada sustancia involucrada en la reacción.
Para realizar cálculos estequiométricos, primero se debe equilibrar la ecuación química de la reacción. Una ecuación balanceada se ajusta a la ley de conservación de la masa y permite la comparación directa de reactivos y productos en términos de sus moles.
Ejemplo: Considere la reacción en la que el gas hidrógeno reacciona con el gas oxígeno para producir agua. La ecuación química balanceada es: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
Esta ecuación nos dice que 2 moles de gas hidrógeno reaccionan con 1 mol de oxígeno gaseoso para producir 2 moles de agua. Usando la estequiometría, podemos calcular la cantidad de agua producida a partir de una determinada cantidad de hidrógeno u oxígeno, y viceversa.
Los números delante de las fórmulas químicas en una ecuación química balanceada se llaman coeficientes estequiométricos. Representan la proporción en la que las sustancias reaccionan y se forman. Estos coeficientes son esenciales para los cálculos estequiométricos.
En una reacción química, el reactivo limitante es el reactivo que se consume por completo primero, lo que limita la cantidad de productos que se pueden formar. El reactivo en exceso es el reactivo que queda después de que la reacción ha llegado a su fin.
La determinación del reactivo limitante es un paso crucial en los cálculos estequiométricos, ya que define el rendimiento teórico máximo del producto.
El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que se puede producir a partir de una cantidad determinada de reactivos, suponiendo una conversión completa, calculada mediante estequiometría. El rendimiento real es la cantidad de producto realmente producida cuando se lleva a cabo la reacción química. El rendimiento porcentual es una medida de la eficiencia de una reacción, que se calcula dividiendo el rendimiento real por el rendimiento teórico y multiplicando por 100.
La estequiometría no se limita a cálculos teóricos. Tiene aplicaciones prácticas en muchas áreas, tales como:
La estequiometría es un concepto fundamental en química que es esencial para comprender las reacciones químicas y hacer predicciones cuantitativas precisas sobre las cantidades de reactivos y productos involucrados. Encuentra aplicación en varios campos, lo que la convierte en una herramienta crucial para científicos e ingenieros.
