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CÁLCULOS QUÍMICOS
Si se conoce la cantidad de una sustancia que interviene en una reacción, mediante las ecuaciones químicas, se pueden calcular las cantidades de las demás sustancias.
Cálculos químicos con masas
Para realizar cálculos químicos con masas se aplica la ley de conservación de la masa y se establecen relaciones entre los moles de los reactivos y de los productos, y sus masas.
Pasos a seguir, algún paso se puede eliminar según lo que pida el problema:
Ajustar la reacción química
Cálculo de las masas molares.
Convertir los gramos en moles
Regla de tres para obtener los moles de las otras sustancias que se piden
Convertir los gramos en moles
Ejemplo. Calcula los gramos de H2 y N2 necesarios para producir 85 gr de NH3
N2 + H2 → NH3
Ajustar la reacción química.
N2 +3 H2 →2 NH3
Calcular las masas molares.
H2: 2H = 2·1 =2; MH2=2
N2: 2N= 2·14 =28; MN2=28
NH3: 1N+3H=14+3·1=17; MNH3=17
Convertir los gramos en moles.
Como nNH3=m/M; n=85/17=5 moles de NH3
Regla de tres con la ecuación ajustada y los moles
1 mol N2 ⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻2 moles NH3
x moles⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻5 moles NH3
x=5·1/2=2,5 moles de N2
3 mol H2 ⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻2 moles NH3
x moles⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻5 moles NH3
x=3·5/2=7,5 moles de H2
Convertir los moles en gramos
nN2=m/M;
2,5 moles =m / 28
m=2,5·28= 70 gramos
nH2=m/M
7,5 moles = m/2
m=7,5·2=15 gramos
Cálculos químicos con volúmenes
Los cálculos de volumen con gases se basan en la ley de Avogadro.
Ley de Avogadro: el mismo número de moles de gases diferentes ocupan el mismo volumen, siempre que se mida a igual presión y temperatura.
Es decir, los volúmenes de los distintos gases que intervienen en una reacción guardan entre sí la misma relación que su número de moles.
Cuando se quema gas metano, CH4,en presencia de oxígeno, se obtiene dióxido de carbono, CO2, y agua, H2O, en estado gaseosos.
Si se han consumido 30 litros de CH4, calcula los volúmenes (en litros) de CO2 y de H2O que se producirán, y el de O2 necesario, sabiendo que todos estos gases están a igual presión y temperatura.
Escribimos y ajustamos la reacción:
Se anotan los volúmenes haciéndolos coincidir con los coeficientes.
CH4
+
2 O2
→
CO2
+
2 H2O
1 L
2 L
1 L
2 L
Se hace la regla de tres para calcular los litros de las sustancias que nos piden