Reactivo limitante y e exceso.docx

7/30/2019 Reactivo limitante y e exceso.docx

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Introduccin a la qumica/Qumica del carbonoEstequiometria (parte 2)Reactivos limitantes y en excesoLa estequiometria, rama de la qumica que estudia las relaciones de cantidad entre reactivos y productos de una

reaccin qumica, tiene una importancia fundamental en la ciencia ya que nos permite predecir cunto necesito de

reactivos para formar una cierta cantidad de productos como ya hemos estudiado. Pero adems, la estequiometra mepermite saber por qu las reacciones qumicas finalmente se detienen.

Analicemos la siguiente analoga denominada LA ANALOGA DEL SANDWICH:

En la cafetera de Artes tienen una ecuacin (similar a una ecuacin qumica) para preparar un sndwich de pancon jamn. Ellos requieren de 1 jamn y 2 rebanadas de pan, por cada sndwich que deban preparar.

La ecuacin la podemos representar de la siguiente forma:

1 JAMN + 2 REBANADAS DE PAN 1 SNDWICH

Si pensamos la anterior ecuacin como una reaccin qumica entonces podemos decir que el jamn y el pan son losreactivos y el sndwich el producto. Por lo tanto analicemos las siguiente situacin:

Si se cuenta con 5 jamones y 12 rebanadas de pan, cuntos sndwiches se podrn preparar? sobrar alguna pieza?

Cuntas?

En este caso para hacer 1 sndwich, cada 1 jamn necesito 2 panes; entonces si tengo 5 jamones necesitar 10

rebanadas de pan para hacer 5 sndwiches. Pero como cuento con 12 rebanadas de pan entonces:

Podr preparar 5 sndwiches Me sobrarn 2 rebanadas de pan El pan ser elreactivo en exceso. El jamn ser el que me limite la produccin de sndwiches ya que se gasta primero (reactivo limitante).

En una reaccin qumica el reactivo limitante es el reactivo que se agota primero luego de la reaccin. El otro reactivo

se denomina reactivo en exceso. En una reaccin qumica real, el reactivo limitante es el que limita la reaccin ya que

se agota primero y no permite que la reaccin siga al igual que el jamn en esta analoga.


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Por ejemplo, estudiemos la siguiente reaccin de combustin del metano:

CH4 + 2 O2 CO2 + H2O

Como vemos, la reaccin qumica posee 2 reactivos (metano y oxgeno) que reaccionarn para formar dixido de

carbono y agua. Pero hasta cuando se produce la reaccin? La reaccin qumica seguir producindose hasta que uno

de los dos reactivos se agote. Cuando una reaccin se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se l

llama reactivo limitante. Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reaccin qumica se le conoce con e

nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado. Por contrario, el otro reactivoque no es limitante se denomina reactivo en exceso.

Reactivo limitante: Reactivo que se agota primero en la reaccin.

Reactivo en exceso: Reactivo que no se agota por completo durante la reaccin.

La cantidad de producto que se obtenga de la reaccin, depender siempre de la cantidad de reactivo limitante que se tenga en la

reaccin. Por lo tanto debo utilizar siempre la relacin estequiomtrica con la cantidad del reactivo limitante.

Cmo utilizamos la estequiometra para darnos cuenta cul es el reactivo limitante y cul el reactivo en exceso? Par

ello realizaremos el siguiente ejemplo:

EJEMPLO: Cmo calcular cul es el reactivo limitante?

ACTIVIDAD: Supongamos que tenemos la siguiente reaccin de combustin:

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2OSi poseemos 2 gramos de metano y 4 gramos de oxgeno. Cul es el reactivo limitante?

RESOLUCION: En primer lugar debemos realizar la tabla que relacione las cantidades en gramos segn la ecuacin

qumica (como ya venimos trabajando):

Como vemos, cada 16 gramos de metano (CH4) reaccionan 64 gramos de oxgeno (O2). Pero segn el problema,

tenemos 2 gramos de metano y 4 gramos de oxgeno. Cul ser el reactivo que se acabe en primer lugar?

PASO 1: Tomar la cantidad de cualquiera de los reactivos y segn la ecuacin qumica, realizar el clculo para saber

cunto necesitara del otro reactivo para que se gaste todo. Por ejemplo, tomemos los 2 gramos de metano (CH4) y

calculemos cunto oxgeno necesito para que el metano reaccione en total:

16 gramos de metano (CH4)__________64 gramos de oxgeno (O2)

2 gramos de metano (CH4) ___________X = 8 gramos de oxgeno

Como vemos, para que los 2 gramos de metano (CH4) reaccionen debo tener 8 gramos de oxgeno (O2).

PASO 2: Observar si tenemos ms o menos gramos de oxgeno (segn lo calculado) para que todo metano (CH4)

reaccione. Segn lo calculado necesitamos tener 8 gramos de oxgeno para que todo el metano reaccione y segn el

problema tenemos solo 4 gramos de oxgeno.

POR LO TANTO, COMO TENGO MENOS OXIGENO DEL QUE NECESITO PARA QUE TODO EL METANO REACCIONE, EL REACTIVOLIMITANTE ES EL OXGENO Y EL REACTIVO EN EXCESO ES EL METANO.

PASO 3: Para realizar cualquier clculo estequiomtrico (por ejemplo analiza cuntos gramos de CO2 se produjeron debo utilizar

siempre la relacin estequiomtrica con los gramos de reactivo limitante que tenga (no utilizar el reactivo en exceso!!!).


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Actividades1. Define reactivo limitante y reactivo en exceso. A causa de qu reactivo (limitante o en exceso) las reacciones

qumicas suelen detenerse?

2. Lee atentamente la analoga del sndwich de jamn en la pgina 1 y responde segn dicha ecuacin:

a. Cuntos sndwiches de Jamn podr preparar si tengo 8 fetas de jamn y 12 panes? Me sobrar pan o jamn?

b. Cul sera el reactivo limitante y cul el reactivo en exceso? Por qu?c. Si ahora tengo 8 fetas de jamn y 6 panes, Cul ser el reactivo limitante y el reactivo en exceso?

3. Se sabe que si tengo 2 gramos de metano y 4 gramos de oxgeno, el reactivo limitante es el oxigeno cuando

reaccionan segn la siguiente ecuacin:

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

Sin hacer clculos responde:

a. Qu reactivo se agotar primero? Qu reactivo sobrar?

b. A causa de qu reactivo (limitante o en exceso) la reaccin qumica se detuvo?

c. Qu reactivo debera agregar para que la reaccin qumica siga realizndose?

d. Qu suceder si agrego el reactivo del punto c) durante mucho tiempo? La reaccin seguir para siempre?

4. Se hacen reaccionar 100 g de nitrgeno (N2) con 25 g de hidrgeno (H2) para producir amonaco (NH3) segn la

siguiente reaccin:

N2 + H2 NH3a. Balancea la ecuacin

b. Cul es el reactivo limitante? Y el reactivo en exceso?

c. Qu reactivo se agotar primero? Qu reactivo sobrar?

d. A causa de qu reactivo (limitante o en exceso) la reaccin qumica se detuvo?

e Qu reactivo debera agregar para que la reaccin qumica siga realizndose?

f. Qu suceder si agrego el reactivo del punto e) durante mucho tiempo? La reaccin seguir para siempre?

5.El oro es resistente al ataque de la mayora de los reactivos, pero el cloro gaseoso caliente es qumicamente activo

para producir una reaccin. La reaccin que se verifica a 150 es:

2 Au + 3 Cl2 2 AuCl3

Supon que en un recipiente sellado hay 10 g de oro y 10 g de cloro que se calienta para que la reaccin sea completa:

a. Cul es el reactivo limitante? Y el reactivo en exceso?b. Cuntos gramos del reactivo en exceso reaccionan? Cuntos gramos sobran?

c. Cuntos gramos de AuCl3 se obtienen? Cuntos moles?


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6.Para producir cloruro de sodio (NaCl), se colocan 20 g de cido clorhdrico (HCl) y 80 de hidrxido de sodio (Na(OH)) a

partir de la siguiente reaccin:

HCl + Na(OH) NaCl + H2O

a. Cul es el reactivo limitante y el reactivo en exceso?

b. Cuntos gramos del reactivo en exceso reaccionan? Cuntos gramos sobran?

c. Cuntos gramos de cloruro de sodio (NaCl) se obtienen? Y cuntos moles?d. Cuntos gramos de agua se obtienen? Y cuntos moles?

7. El sulfato de amonio ((NH4)2SO4) es un fertilizante que se obtiene industrialmente haciendo reaccionar amonaco con

cido sulfrico segn la siguiente reaccin:

2 NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4

Si se hacen reaccionar 250 g de cido sulfrico de 75,0 % de pureza con 250 g de amonaco puro.

a. Cul es el reactivo limitante y el reactivo en exceso?

b. Cuntos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar? Y cuntos moles?

c. Cunto sobra (en gramos) del compuesto en exceso?

d. Cuntos gramos de fertilizante se obtienen?

8.La ecuacin de la reaccin entre el bicarbonato de sodio y el acido actico es la siguiente:

NaHCO3 + CH3COOH CH3COONa + CO2 + H2O

Si tengo 250 g de bicarbonato de sodio y 300 gramos de acido actico:

a. Cuntos gramos de dixido de carbono (CO2) se obtienen?

b. Si la reaccin tiene un rendimiento del 85,0%, Cuntos gramos de CO2 se obtendran?

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