M20S1 Estequiometría

Estequiometría

La ley de la conservación de la materia indica que para que haya una reacción química, es necesario que la cantidad de átomos presentes en los reactivos sea igual a la cantidad de átomos presentes en los productos. Esto nos permite comprender que:

• La cantidad de dióxido de carbono contenida en la atmósfera, depende de la cantidad de combustible que se quema para generar energía.

• Los cálculos estequiométricos son importantes en las reacciones químicas, nos ayudan a conocer la cantidad de productos resultantes en una reacción.

• Una forma de disminuir los gases de efecto invernadero (GEI) es saber qué cantidad de materia debe reaccionar para producir la energía anual de un país.

• Qué cantidad de contaminantes se generan.

• Qué sectores deben disminuir la producción de gases contaminantes y reducir los procesos de producción y adopción de nuevas tecnologías generadoras de energía.

Método del Cálculo estequiométrico

Para generar electricidad a partir de gas natural se emplean 50g de metano (CH₄) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono se forman de esta reacción?

Paso 1

Se escribe la reacción teniendo en cuenta que la combustión se lleva a cabo en presencia de oxígeno (O₂), de la cual se obtiene agua (H₂O) y dióxido de carbono (CO₂).

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

Paso 2

Se balancea la ecuación para calcular el coeficiente estequiométrico, utilizando el método por tanteo.

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

Paso 3

Como resultado del balanceo de la reacción de combustión del metano se obtiene:

CH₄ + 20₂ → CO₂ + 2 H₂O

Paso 4

Se calculan los pesos moleculares, utilizando la masa atómica de la tabla periódica, luego se redondea.

En el siguiente video, podrás encontrar otro ejemplo de balanceo de ecuaciones por el método del tanteo: https://www.youtube.com/watch?v=pfmggI-Mdug

PM_t = PM_i x subíndice, donde PM_t: peso molecular de la sustancia = ΣPM_i

PMi: peso molecular del elemento i

PM CH₄=PM_C + PM_H= (12g/mol) (1) + (1g/mol) (4) = 16 g/mol

PM O₂= (16g/mol) (2)=32g/mol

PM CO₂= (12g/mol) (1) + (16 g/mol) (2) = 44 g/mol

PM H₂O= (1g) (2) + (16g) = 18g

Paso 5

Se calcula la cantidad de CO₂ producida por la quema de 50g de CH_4, usando la regla de tres. Los PM que sirven para este cálculo son CH₄ = 16 g/mol) y CO₂ = 44 g/mol.

16 g/mol CH₄----------------44 g/mol CO₂

50 g CH₄----------------------- ? CO₂

(50 g CH₄) (44 g/mol CO₂)/ 16 g/mol CH₄ = 137.5 g de CO₂

Por tanto, a partir de 50 g de CH₄ se generan 137.5 g de CO₂

Paso 6

Cuánto CO₂ se genera a partir de 50 g CH₄, si según la reacción balanceada 16 g/mol de metano (CH₄) se obtienen 44 g/mol de dióxido de (CO₂).