Limitación de problemas de práctica de reactivos

Reactivos limitadores

En la vida diaria, encontrar el reactivo limitante no es tan difícil, siempre y cuando sepa qué buscar. Por ejemplo, si tiene tres contenedores de almacenamiento pero solo dos tapas, solo puede juntar dos juegos completos de contenedores y tapas. En este caso, las tres tapas son los reactivos limitantes, mientras que el recipiente sin tapa es el reactivo en exceso. El reactivo limitante es la cantidad de sustancia química que se consume, y también limita la cantidad de producto que se forma durante una reacción química.

En química, calcular el reactivo limitante puede ser un poco confuso porque necesitamos cambiar de gramos (g) a moles (mol) para tener una unidad comparable. Para realizar este cálculo, necesitamos los siguientes tres datos:

1) La ecuación balanceada

2) El peso molecular de reactivos y productos.

3) La cantidad de reactivos utilizados.

Una vez que tenemos esta información, podemos completar los siguientes tres pasos:

Paso 1) Calcula cuántos moles de reactivo tenemos.

Paso 2) Multiplique los moles de reactivo por la proporción de producto a reactivo.

Paso 3) Cambie los moles de producto en gramos de producto.

Problema de práctica uno

En este problema, crearemos agua a partir de hidrógeno y oxígeno utilizando la siguiente información.

1) La ecuación balanceada

2) El peso molecular de cada elemento o compuesto: hidrógeno (2 g / mol), oxígeno (13 g / mol) y agua (18 g / mol)

3) Los 5 gramos de hidrógeno y 5 gramos de oxígeno utilizados

Empecemos por el hidrógeno.

Paso 1: convierta los 5 gramos de hidrógeno en moles; entonces 5/2 = 2.5 moles de hidrógeno.

Paso 2: Multiplique la relación de producto a reactivo, o 2: 2; entonces 2.5 (2/2) = 2.5 moles de agua.

Paso 3: convertir de moles a gramos de agua; entonces 2.5 (18) = 45 gramos de agua.

Ahora hacemos lo mismo con el oxígeno:

Paso 1: convierte los 13 gramos de oxígeno en moles; entonces 5/32 = 0,16 moles de oxígeno.

Paso 2: Multiplique la relación de producto a reactivo, o 2: 1; entonces 0.16 (2/1) = 0.32 moles de agua.

Paso 3: convertir de moles a gramos de agua; entonces 0.32 (18) = 5.8 gramos de agua.

Dado que los 5 gramos de oxígeno solo producirán 5,8 gramos de agua, mientras que los 5 gramos de hidrógeno podrían producir 45 gramos de agua, el oxígeno es nuestro reactivo limitante: 5,8 <45.

Una de las mejores formas de verificar su trabajo es establecer una ecuación de estequiometría , o una ecuación de masa-masa, de modo que pueda asegurarse de que todas las unidades se cancelen correctamente. Aquí está la ecuación estequiométrica del hidrógeno:

Y aquí está la ecuación estequiométrica del oxígeno. ¿Ves cómo los gramos y los moles de hidrógeno se anulan entre sí?

También puede verificar cada fracción individual. ¿Cada fracción es igual a 1?

Paso 1: un mol de hidrógeno = 2 gramos de hidrógeno; entonces 1 mol de hidrógeno / 2 gramos de hidrógeno = 1.

Paso 2: dos moles de hidrógeno = 2 moles de agua; entonces 2 moles de agua / 2 moles de hidrógeno = 1.

Paso 3: un mol de agua = 18 gramos de agua; entonces 18 gramos de agua / 1 mol de agua = 1.

De esta forma, podemos comprobar nuestro trabajo. Si hay más de un producto, también podemos comprobar nuestro trabajo realizando los mismos cálculos con el otro producto. Si salimos con el mismo reactivo limitante, lo hicimos correctamente.

Problema de práctica dos

Ahora vamos a crear hidróxido de sodio e hidrógeno a partir de sodio y agua usando la siguiente información.

1) La ecuación balanceada

2) El peso molecular de cada elemento o compuesto: sodio (23 g / mol), agua (18 g / mol), hidróxido de sodio (40 g / mol) e hidrógeno (2 g / mol)

3) Los 10 gramos de sodio y 15 gramos de agua utilizados

Empecemos por el sodio. Y usaremos hidrógeno como producto, pero puede usar cualquier producto.

Paso 1: convierte los 23 gramos de sodio en moles; entonces 10/23 = 0,4 moles de hidrógeno.

Paso 2: Multiplique la relación de producto a reactivo, o 1: 2; entonces 0.4 (1/2) = 0.2 moles de hidrógeno.

Paso 3: convertir de moles a gramos de hidrógeno; entonces 0.2 (2) = 0.4 gramos de hidrógeno.

Ahora hacemos lo mismo con el agua:

Paso 1: Convierta los 18 gramos de agua en moles; entonces 15/18 = 0.8 de agua.

Paso 2: Multiplique la relación de producto a reactivo, o 1: 2; entonces 0.8 (1/2) = 0.4 moles de hidrógeno.

Paso 3: convertir de moles a gramos de hidrógeno; entonces 0.4 (2) = 0.8 gramos de hidrógeno.

Dado que los 10 gramos de sodio solo producirán 0.4 gramos de hidrógeno, mientras que los 15 gramos de agua podrían producir 0.8 gramos de agua, el sodio es nuestro reactivo limitante: 0.4 <0.8. Ahora usemos ecuaciones estequiométricas para verificar nuestro trabajo, comenzando con la ecuación de sodio a hidrógeno:

Continúe verificando nuestro trabajo con la ecuación de estequiometría de agua a hidrógeno:

También podemos aplicar estas mismas operaciones al hidróxido de sodio.

Práctica adicional

Si necesita algo de práctica adicional, intente jugar con diferentes cantidades de cada reactivo en los problemas anteriores. También puede usar cualquier otra ecuación balanceada, como usar amoníaco y oxígeno para crear nitrato y agua:

Recuerde, el reactivo con menor cantidad no siempre será el reactivo limitante. Por ejemplo, imagina la construcción de un automóvil. Incluso si tenemos dos volantes, dos motores y cinco neumáticos, solo podremos fabricar un coche. Aquí, el reactivo limitante serán los neumáticos; tenemos suficiente para un automóvil, pero necesitaríamos tres adicionales para construir un segundo automóvil.

Resumen de la lección

Para encontrar el reactivo limitante en un problema químico, necesitará una ecuación balanceada, el peso molecular de los reactivos y productos y la cantidad de reactivos utilizados. También deberá convertir entre gramos y moles. Al realizar cálculos, tenga en cuenta que un reactivo con una cantidad menor no es necesariamente el reactivo limitante. Para encontrar el reactivo limitante, siga los tres pasos que se enumeran a continuación:

• Calcule cuántos moles de reactivo tiene
• Multiplicar por la relación de producto a reactivo
• Convertir moles de producto en gramos de producto

Rodrigo Ricardo Editor y fundador