Reactivo limitante. Problema de ejemplo 1

vamos a comenzar el siguiente problema que nos plantean y dice que el metanol y aquí está su fórmula molecular que es ch3 o h dice que se usa como combustible en autos de carrera y en baterías de combustible puede producirse por la reacción de monóxido de carbono e hidrógeno y la reacción que resulta aquí nos la plantean dice aquí está el monóxido de carbono aquí está el hidrógeno y aquí se produce el metanol entonces dice supongamos que 356 gramos de monóxido de carbono y 65 gramos de hidrógeno se mezclan y reaccionan ok entonces vamos anotando estos detalles tengo seo de monóxido de carbono tengo 356 gramos y de hidrógeno molecular voy a tener 65 gramos ok entonces a partir de esto me preguntan cuánta masa de metanol puede ser producida y bueno esto será muy similar a los vídeos que ya hemos hecho anteriormente de problemas de esta geometría y la segunda pregunta que nos plantean y estos digamos la parte nueva de este tipo de problemas me preguntan cuánta masa del reactivo excedente permanece después de que el reactivo limitante ha sido consumido y entonces para empezar tendríamos que ver qué es eso del reactivo excedente y limitante en realidad eso nos está diciendo que es un problema de reactivo limitante que hay mucho o hay poco de alguno de los dos reactivos que nos dan el limitante es ese es el del que hay menos y dicta cuánto se puede producir es decir a lo mejor yo sí necesito cierta cantidad de hidrógeno para poder hacer que esta reacción se lleve a cabo pero si me dan menos pues entonces me están limitando la producción de metanol estamos de acuerdo entonces además el que tenemos de extra o el que tenemos tenemos de más es el excedente el reactivo que hay de más es el reactivo excedente entonces déjenme ir anotando algunas cosas por ejemplo cuál es la masa molecular de cada uno de ellos siempre es bueno a partir de esto entonces vamos a hacer incluso digamos una columna aquí que diga masa molecular molecular y vamos calculando lo por ejemplo para el monóxido de carbono pues tengo un carbono y cada uno tiene una masa de 12 y tengo un oxígeno y cada uno tiene una masa de 16 por lo tanto esto me da 28 gramos gramos qué más tenemos tengo el hidrógeno molecular por supuesto y tengo dos átomos de hidrógeno y cada uno de ellos tiene una masa de 1 entonces aquí lo que yo tengo es 1 por 2 que son 2 gramos ok entonces este aquí están las masas moleculares es decir cada mol de cada uno de estos reactivos tiene esta masa y ahora lo que hay que checar es la proporción en moles que nos dan de los reactivos es decir me dan estas dos cantidades en gramos de los reactivos necesito a ver cuántos moles son realmente de cada uno de ellos y ver la proporción que hay para compararlo con lo siguiente miren yo aquí voy a tener que por cada por cada dos moles de hidrógeno aquí tengo por cada moles de hidrógeno requerido que déjenme dejarlo así yo voy a necesitar en realidad solo molt un molde de monóxido de carbono requerido entonces esta es la proporciones tequio métrica por supuesto tendríamos que comparar cuál es la proporción que tenemos a partir de los gramos iniciales que nos dan y antes de empezar cualquier cosa hay que garantizarnos de algo y que se los había mencionado en el vídeo anterior y es garantizar que la ecuación está bien balanceada entonces vamos a empezar viendo que haya la misma cantidad de átomos de cada elemento tanto el del lado de los reactivos como del lado de los productos bueno vamos a empezar por ejemplo con el carbón aquí tengo un átomo de carbón acá tengo un átomo de carbono en su pinta bastante bien ahora también tengo un átomo de oxígeno del lado izquierdo y del lado derecho también sólo tengo un átomo de oxígeno van perfecto solo nos falta ver que tenga la misma cantidad de hidrógenos de cada uno de los dos lados y aquí fíjense tengo dos moléculas y cada una de ellas tiene dos átomos de hidrógeno por lo tanto tengo átomos de hidrógeno mientras que del lado derecho aquí tengo 33 átomos de hidrógeno y 1 extra de este lado derecho así que me dan 4 entonces tenemos la misma cantidad de átomos de cada uno de los elementos tanto del lado de los reactivos como del lado de los productos ok entonces vamos a proceder a ver cuántos cuantos moles de cada uno de los reactivos me están dando por ejemplo vamos a empezar con el monóxido de carbono en realidad me están dando 356 gramos de monóxido de carbono y fíjense que por cada uno por cada mol que dijimos que tenemos 20 28 gramos entonces fíjense tengo 28 gramos lo voy a poner aquí abajo de monóxido de carbono por cada uno de monóxido de carbono porque lo pongo así bueno en realidad porque estoy haciendo una conversión de unidades aquí tengo gramos y esto me va a permitir que como tengo gramos arriba y gramos abajo de monóxido de carbono estos se cancelan y simplemente voy a tener 356 en entre 28 moles de monóxido de carbono y ahí tendré mi primer este mi primer digamos resultado vamos a ver cuánto es esto vamos a sacar tengo 356 sobre 28 y eso nos da 12 puntos 71 4 vamos a dejarlo en 12.7 entonces tengo estos son 12.7 moles moles de monóxido de carbono perfecto ahora vámonos con el hidrógeno vamos a ver qué pasa con el hidrógeno aquí yo aquí me dan 65 gramos de hidrógeno ok y chequeamos nuevamente hacemos un cambio de unidades que por cada gemelo bajó un poquito ahí estamos bien por cada amor por cada mol de hidrógeno digamos ahí lo tengo yo voy a tener 2 gramos 2 gramos de hidrógeno entonces simplemente lo que voy a hacer es este esta división no porque otra vez aquí se cancelan ok estos gramos se cancelan y simplemente me queda 65 entre 2 que eso puedo hacerlo incluso mentalmente son 32.5 ok 32.5 y que unidades me quedan los moles de hidrógeno entonces me quedan moles de hidrógeno perfecto entonces vamos a subir tantito aquí vamos a hacer ya la proporción fíjense esta es la proporción es tequio métrica vamos a ver cuál es la proporción que tengo de lo que me dieron inicialmente para ver cuál es el que está en de más y cuál es el que está de menos es decir cuál es limitante y cuál es excedente entonces fíjense vamos a poner arriba a los hidrógenos tengo 32.5 moles de hidrógeno y tengo 12.7 moles de monóxido de carbono entonces cuál es esta proporción vamos a ver tengo 32 2.5 / 12.7 y esto me da a 2.55 9 voy a dejarlo en 2.56 entonces de aquí lo que obtengo de aquí lo que obtengo es que tengo 2.56 moles de hidrógeno aunque hay moles de hidrógeno por cada gol por cada mol de y monóxido de carbono entonces fíjense que en realidad tenemos para llevar a cabo la reacción necesitaba dos moles de hidrógeno por cada molde monóxido de carbono aquí yo tengo más tengo 2.56 moles de hidrógeno por cada molde monóxido de carbono entonces eso me está diciendo que de los dos moles de hidrógeno que yo necesito en realidad tengo un excedente tengo este punto 56 de extra ok entonces con esto yo ya puedo concluir que el que quien está en excedente quien es el reactivo excedente es el hidrógeno y quien es un reactivo limitante es el monóxido de carbono ok déjenme entonces ir anotando estos detalles tenemos que h 2 el hidrógeno es el reactivo excelente y tenemos este reactivo excedente y además tenemos que un este un reactivo limitante que es el otro entonces el monóxido de carbono es activo limitante otra vez porque estamos pensando en este término de limitante bueno pues esencialmente yo tengo un más hidrógeno del que necesito entonces realmente quién va a llevar a cabo las proporciones necesarias para esta reacción pues lo que tengo limitado que es el monóxido de carbono si yo tengo más hidrógeno del que puede reaccionar entonces la cantidad de producto va a estar determinado por el monóxido de carbono ok entonces vamos a ver vamos tomando este como base vamos a ver cuánto metanol vamos a producir entonces vámonos yendo a ver cuánto metanol podemos producir entonces tengo ya que obtuvimos 12.7 moles de monóxido de carbono entonces tenemos 12.7 moles de monóxido de carbono y vamos a ver utilizando las las proporciones es tequio métricas cuántos moles de metanol puedo yo producir entonces fijémonos que por cada gol por cada de aquí arriba de la reacción por cada molde monóxido de carbono yo tengo un molde de metanol entonces por cada mol de metanol ch3 o h yo tengo un mol de monóxido de carbono entonces si yo hago esta multiplicación digo realmente es muy sencillo verdad porque lo único que estoy haciendo es cambiar las unidades aquí puedo ponerle producido no perdón producido este es requerido y el producido es este producido entonces lo que estoy logrando aquí es simplemente eliminar estas unidades los moles de monóxido de carbono se cancelan y simplemente tengo 12 puntos 7 por 1 moles de metanol entonces estos son 12.7 moles de metanol que son ch3 o h producido producido lúcido muy bien entonces ahora hay que hay que tomar algo en cuenta cuál es la masa molecular de el metanol ok ya tenemos la cantidad de moles ahora queremos saber cuántos gramos de eso tengo entonces aquí tengo que el ch3 o h vamos a hacer la cuenta la cuenta perdón de c sé cuánto pesa la cee el carbono tiene una masa de 12 y luego tengo 3 hidrógenos y cada uno tiene una masa de 1 luego un oxígeno y cada uno tiene una masa de 16 y otro hidrógeno que tiene masa 1 y esto si hacemos la cuenta son 12 3 son 15 + 16 son 31 y 1 son 32 ok entonces que tenemos que tenemos 32 gramos metanol metanol por cada molde de metanol se dice que suena un poquito a rimas pero bueno ahí está entonces vamos a ver ahora cuántos gramos de metanol tenemos producidos entonces hacemos esta conversión aquí tenemos la cantidad de moles cambiamos las unidades con este factor entonces tengo 12.7 moles moles de metanol de metanol y vamos a multiplicar por este otro número que son 32 gramos de metanol por cada mol metanol ahí lo tenemos otra vez que lo que conseguimos cancelar estas unidades y lo único que me resta es multiplicar 12.7 por 32 vamos a ver y 12.7 32 32 y eso nos da 400 6.4 vamos a redondear esto para que sean más fáciles las cuentas y vamos a dejarlo en 406 406 me parece bien vamos a ponerlo incluso con azul entonces estos van a ser 406 gramos gramos metanol ch3 o h producido producido sensacional entonces si se dan cuenta ya tenemos la primera respuesta de la primera pregunta porque aquí en el enunciado nos decían bueno cuánta masa de metanol puede ser producida y justo fue lo que acabamos de obtener hay que quemar la memoria tengo a ver que son 406 gramos entonces aquí las respuestas son 406 gramos muy bien entonces ahora lo que nos resta es ver cuánta masa del reactivo excedente permanece después de que el reactivo limitante ha sido consumido ya vimos que el reactivo limitante es el que determina toda la toda la reacción así que ese se va a agotar mientras que va a quedar algo del reactivo excedente como su nombre lo indica entonces es de esto hay varias formas de hacerlo por ejemplo la más fácil de ellas es utilizando la propiedad de que la masa se conserva entonces la cantidad de gramos que tenemos del lado del lado de los reactivos debe ser la misma cantidad de gramos que tenemos del lado derecho entonces por ejemplo aquí inicialmente me decían tú tienes cuántos gramos de de monóxido de carbono me decían aquí están 356 356 gramos y también te damos 65 gramos del hidrógeno ok el reactivo limitante son es el monóxido de carbono así que esencialmente quién va a determinar cuánto cuánto excedente vamos a tener de hidrógeno pues es el monóxido y cuántos gramos tenemos de metanol bueno ya lo obtuvimos no son 406 son 406 gramos entonces lo que podemos hacer es hacer una sencilla operación que vamos a ver cuántos gramos tengo del deje no ponerlo aquí gramos todos son gramos cuántos gramos tengo del lado de los reactivos tengo 406 de los productos y el excedente corresponde al hidrógeno que que no reacciona entonces vamos a ver tengo 356 65 podemos hacer esto rápidamente 356 más 65 65 y eso nos da 421 aunque hay entonces tengo tengo 421 gramos de reactivos 421 gramos de reactivos y vos y tengo 406 de productos no que fue solo del metanol que tengo 406 406 gramos productos de productos ok cuál es la diferencia vamos a hacer esa diferencia que son 400 21 421 - 406 estos son simplemente 21 menos 6 son 15 granos 15 gramos de reactivo de reactivo que no se usa de reactivo no usado ok esencialmente él sabemos que además el reactivo excedente es el hidrógeno aquí lo tenemos verdad entonces quién es el que el que el reactivo que no se usa pues es el hidrógeno entonces tenemos 15 gramos 15 gramos de hidrógeno sobrantes ok 15 gramos de hidrógenos de hidrógenos sobrantes perfecto entonces esta fue una forma de realizarlo esta fue bueno hoy yo creo que es la forma más fácil sin embargo podemos hacer otra otra forma por ejemplo podemos tomar viendo cuál es la cantidad de moles que realmente se utilizan en esta reacción verdad porque sabemos que por cada dos de hidrógeno se usa uno de monóxido de carbono entonces vemos la cantidad real de hidrógenos que reaccionan y eso nos va a dar una cantidad cierta de moles que además se la podemos restar a esta cantidad si que es la que esencialmente nos dan y eso el resultado lo convertimos en gramos y no debe quedar los 15 vamos vamos haciendo esto entonces aquí tenemos 12 puntos 7 gramos me dan 12 puntos tenemos 12 puntos 7 gran perdón moles de monóxido de carbono estos son 12 puntos 7 moles de monóxido de carbono los que reaccionan y vamos a ver utilizando las proporciones stec yo métricas que por cada dos moles de hidrógeno requeridos molés yo necesito un molde de monóxido de carbono requerido entonces esta conversión es sencilla cancelamos los moles de monóxido de carbono y simplemente me dice multiplica tu 12.7 por 2 que eso son 2 por 7 14 y llevo 12 por 12 24 yo no son 25.4 moles sale estos son 25.4 y las unidades que quedan son moles de hidrógeno moles de hidrógeno requeridos muy bien ahora todo esto vamos a hacer un cambio también a gramos ok estos son los gramos que necesito encontrar entonces tengo 25.4 moles de hidrógeno ok y esto sabemos que vamos a dejar los moles aquí abajo para cancelar los que por cada molde hidrógeno tenemos que pesan o tienen una masa de dos gramos de hidrógeno entonces cancelamos moles como ya lo hemos hecho muchas veces y tengo 25.4 por 2 esos son 50.8 entonces al final lo que tuve son 50.8 gramos gramos de hidrógeno requerido muy bien eso cuanto a ver regresamos al punto inicial porque nos habían dado 65 gramos o sólo utilizamos 50.8 entonces vamos a hacer esta sencilla resta y tenemos 65 menos 50.8 entonces 65 menos 50 son 15 y menos punto 8 son 14.2 14.2 gramos de hidrógeno que pasó que nosotros teníamos inicialmente o bueno lo que habíamos observado donde lo tenía aquí que eran 15 gramos de hidrógenos sobrantes por aquí obtuvimos 14.2 bueno no hicimos las cosas mal simplemente esta diferencia se debe a que redondeamos mucho en los pasos intermedios bueno espero que haya sido bastante útil para para ti y nos vemos en el próximo vídeo