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Química avanzada (AP Chemistry)
Curso: Química avanzada (AP Chemistry) > Unidad 2
Lección 3: Estequiometría de reactivo limitante- Reactivos limitantes y rendimiento porcentual
- Ejemplo resuelto: Calcular la cantidad de producto formado a partir de un reactivo limitante
- Introducción al análisis gravimétrico: gravimetría por volatilización
- Análisis gravimétrico y gravimetría por precipitación
- Respuesta libre del examen AP de Química 2015, pregunta 2a (parte 1 de 2)
- Respuesta libre del examen AP de Química 2015, pregunta 2a (parte 2 de 2) y 2b
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Ejemplo resuelto: Calcular la cantidad de producto formado a partir de un reactivo limitante
En una reacción química, el reactivo que se consume primero y limita la cantidad de producto que se puede formar se llama reactivo limitante (o agente limitante). En este video, determinaremos el reactivo limitante de una ecuación dada y utilizaremos esta información para calcular el rendimiento teórico del producto. Creado por Sal Khan.
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- Hola. No termino de entender por qué multiplicas por 2 los 12,7 moles de CO, cuando en realidad se necesitan 2 moléculas de H por cada una de CO, o sea 32,2x2=64,4.
¿Alguien me lo podría aclarar?
Muchas gracias.
Leonardo(9 votos) - Hola!! En el minutoduplicas los moles de CO. No entiendo porque si de partida habían solo 356g = 12.7 mol. 3:45
Podrían aclararme? Gracias!(3 votos)
Transcripción del video
Por aquí tenemos una reacción en la que tomamos
un poco de gas de monóxido de carbono y un poco de gas de hidrógeno, y cuando reaccionan
producen metanol. Y esto en realidad es bastante interesante. El metanol tiene varias
aplicaciones, una de ellas es como combustible para autos de carreras. Esta vez lo que haremos
será estudiar cuánto metanol podemos producir si tenemos una cierta cantidad de monóxido de
carbono e hidrógeno molecular. Así que veamos, si tenemos 356 g de CO y 65.0 g de H₂; pausa
el video y con base en estos datos intenta encontrar la cantidad de gramos de metanol que
podemos producir. Un buen comienzo será convertir estas cantidades de monóxido de carbono y de
hidrógeno molecular a moles; para convertirlas, debemos sacar nuestra tabla periódica de los
elementos. Para obtener la masa molar del monóxido de carbono sumaremos la masa molar del carbono y
del oxígeno, entonces tenemos 12.01 + 16 nos darán 28.01 g/mol. Y si queremos convertir esta cantidad
a moles, la multiplicaremos por algo que sea moles por gramo. Y, bueno, acabamos de encontrar que por
cada mol tenemos la suma que realizamos, es decir, 28.01 g, y esto será aproximadamente igual a 356 /
28.01 es igual a... Y ojo: si contamos tres cifras significativas por aquí y cuatro por acá, entonces
podemos redondear a 12.7 de moles, entonces esto es aproximadamente igual a 12.7 moles. Y podemos
hacer lo mismo para el hidrógeno molecular: esta vez por cada mol, ¿cuál es la masa molar o cuántos
gramos tenemos de hidrógeno molecular? Bueno, cada átomo de hidrógeno tiene una masa de 1.008 g/mol,
pero cada molécula de hidrógeno se compone de 2 hidrógenos, entonces será dos veces esta cantidad
que es 2.016, es decir, 2.016 g/mol o 1 mol por cada 2.016 g de hidrógeno molecular, así que
esto será aproximadamente igual a... Bueno, 65 / 2.016 es igual esto. Y bueno, tenemos tres cifras
significativas por aquí, cuatro por acá, entonces, si redondeamos a tres cifras significativas,
tenemos que esto es aproximadamente igual a 32.2 moles, 32.2 moles. Perfecto. Ahora, lo siguiente
que debemos pensar es que en nuestra reacción por cada mol de monóxido de carbono necesitamos 2
moles de hidrógeno molecular para producir un mol de metanol, así que independientemente de
la cantidad de monóxido de carbono que tengamos en términos de moles, necesitaremos el doble de
esa cantidad de hidrógeno molecular. Ahora bien, 12.7 x 2 es 25.4, entonces tenemos más que
suficiente hidrógeno molecular, así que vamos a usar 25.4 moles de hidrógeno molecular, 25.4
moles de hidrógeno molecular. Y ¿cómo hicimos esto? Bueno, es que será el doble del número
de moles que tengamos de monóxido de carbono, el doble de este número que tenemos por aquí es
este número que tenemos acá, e inmediatamente podemos ver cuánto nos sobra: nos sobran 32.2
- 25.4, bueno, eso es 6.8, nos sobran 6.8 moles de hidrógeno molecular. Ahora bien, ¿cuántos
moles de metanol produciremos? Bueno, será la misma cantidad de moles de monóxido de carbono
que utilicemos. Tenemos una razón de 1 a 1, por lo tanto, produciremos 12.7 moles de metanol, así
que escribámoslo: tenemos 12.7 moles de metanol, ¿y cómo escribimos esto en gramos? Bueno, tenemos
que multiplicarlo por un cierto número de gramos por mol, justo así cancelaremos los moles,
entonces, básicamente multiplicaremos por la masa molecular del metanol. Para encontrar la masa
molecular del metanol sacaremos la calculadora de nuevo: tenemos 4 hidrógenos por aquí, es decir, 4
x 1.008 es igual a esto, y después le sumaremos la masa molar del carbono, porque tenemos 1 carbón,
entonces le sumaremos 12.01, y a eso le sumaremos la masa molecular del oxígeno porque tenemos 1
oxígeno en la molécula del metanol. Todo esto nos da este resultado, que redondearemos al lugar
de las centésimas ya que la masa molecular del oxígeno y del carbono sólo llegan al lugar de las
centésimas. Entonces, tenemos 32.04, 32.04 g/mol, y entonces esto es aproximadamente igual a:
tenemos 12.7 moles x 32.04 g/mol, nos da... Entonces, producimos toda esta cantidad de
metanol. Y veamos: aquí tenemos tres cifras significativas y por acá cuatro, entonces los
redondearemos a 3: aproximadamente 407 g de metanol, 407 gramos de CH₃OH. Ahora, la siguiente
pregunta es: ¿cuál es la masa del hidrógeno que nos sobró? Bueno, sólo tenemos que convertir estos
moles de hidrógeno que nos sobraron a gramos: 6.8 moles de hidrógeno molecular por la masa molecular
de aquí, que estará dada en gramos por mol y que, por cierto, es el recíproco de esta cantidad,
entonces tenemos 2.016, y nos dará este resultado; lo redondearemos a dos cifras significativas
porque aquí tenemos sólo dos, nos dará aproximadamente 14 g, nos sobran aproximadamente
14 g de hidrógeno molecular, aproximadamente 14 g. sobrantes. Así que usamos una buena parte,
usamos alrededor de 51 g y nos sobraron 14 g de hidrógeno molecular, mientras que en este caso
el monóxido de carbono es el reactivo limitante.