Cálculo con estequiométrico de los gramos de CO2 que se obtiene por cada mol de combustible que se quema del metano
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Respuesta:
El metano (CH4) es uno de los componentes del gas natural. La reacción entre el metano y el oxígeno presente en el aire se denomina reacción de combustión. Esta reacción tiene lugar, por ejemplo, cuando se enciende la hornalla para cocinar alimentos. La ecuación que representa la combustión del metano es la siguiente:
Ecuación 1: CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H20 (g)
Al escribir una ecuación química, se está dando información cualitativa, ¿cuáles son los reactivos? CH4 y O2. ¿Qué productos se obtienen? CO2 y H2O. También es conveniente indicar entre paréntesis el estado de agregación de las sustancias en las condiciones de reacción: (s) sólido, (l) líquido, (g) gas y (ac) acuoso (significa que el reactivo es el soluto de una solución donde el solvente es el agua).
Pero al escribir una ecuación química también se está brindando información cuantitativa. Desde la época de Lavoisier, se sabe que la materia se transforma pero la masa, y los elementos, se conservan. Si se hiciera la reacción representada por la ecuación 1 en un reactor cerrado, se verificaría que la masa total que se puso inicialmente es igual a la masa final, aunque las sustancias químicas presentes no sean las mismas. Además de la masa, la cantidad y tipo de átomos de cada elemento que están presentes a la izquierda de la ecuación (reactivos) son iguales a la cantidad de átomos que se encuentran a la derecha (productos).
Para dar cuenta del principio de conservación de la materia, es necesario escribir la ecuación química balanceada. El número que se escribe delante de cada reactivo se denomina coeficiente estequiométrico y es el número de moles de cada sustancia que participa en la reacción.
a) Interpreten la ecuación 1 teniendo en cuenta la información que brinda:
1 mol de metano (CH4), reacciona con 2 moles de oxígeno (O2), para dar 1 mol de CO2 y 2 moles de agua (H2O). ¿Se verifica la conservación de los elementos? Cuenten el número de átomos de cada elemento, presentes inicialmente en reactivos (izquierda de la ecuación) y luego en productos (derecha de la ecuación): en los reactivos hay 1 mol de átomos de C, en productos también; hay 4 moles de átomos de H a la izquierda de la ecuación y la misma cantidad está presente del lado de los productos; también hay 4 moles de átomos de O a la izquierda y 4 moles de átomos de O a la derecha (ver la secuencia didáctica «Mol»).