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Realizando cálculos estequiométricos (1)

l término estequiometría procede de dos vocablos griegos stoicheron, que significa componente elemental, y metrein, que significa medir.

Los cálculos estequiométricos son los cálculos sobre masas y volúmenes de las sustancias que participan en una reacción química.

Se desea obtener 1000 g de óxido de calcio por descomposición de piedra de mármol, según la reacción:

Se trata de determinar el número de moles de carbonato de calcio que es necesario emplear para conseguir dicha transformación.

Como etapa previa en la resolución de los problemas de estequiometría es preciso ajustar la reacción, si no lo estuviese. En este caso la reacción está ajustada e indica que por cada mol de CaO producido ha de descomponerse otro mol de CaCO3, ya que sus coeficientes numéricos se hallan en la relación 1:1.

Recordando que:

se tendrá:

pues

M(CaO) = 40,1 + 16,0 = 56,1 u

Dado que por cada mol de CaCO3 se obtiene uno de CaO, se necesitarán, pues, 17,8 moles de CaCO3.

Si se quiere expresar dicha cantidad en gramos, bastará con multiplicarla por el número de gramos que tiene un mol, esto es, por su masa molecular:

M(CaCO3) = 40,1 + 12,0 + 3 · 16,0 = 100,1 u

n. de g de CaCO3 = 17,8 moles · 100,1 g/mol = 1 781,8 g

Realizando cálculos estequiométricos (2)

Cuando se vierte ácido clorhídrico sobre limaduras de cinc, se produce la siguiente reacción con desprendimiento de hidrógeno gaseoso:

Zn(s) + HCl(aq)      ZnCl2(s) + H2(g)

Determinar qué volumen de hidrógeno, medido en condiciones normales, se recogerá cuando son atacados 30 g de Zn. ¿Cuántas moléculas de hidrógeno estarán contenidas en dicho volumen?

Para ajustar la reacción bastará en este caso multiplicar por 2 el HCI:

Zn + 2HCl      ZnCl2 + H2

De ella se deduce que por cada mol de átomos de Zn se producirá un mol de moléculas de H2, pues la relación entre sus respectivos coeficientes es de 1:1. Pero un mol de átomos de Zn tiene una masa igual a un átomo-gramo de dicho metal, esto es, a 65,4 g. Asimismo, un mol de H2 ocupa 22,4 I en condiciones normales, luego estableciendo la siguiente relación de proporcionalidad:

resulta:

Recordando ahora que un mol de cualquier sustancia contiene 6,02 · 10²³ moléculas, la segunda parte del problema se resuelve recurriendo ahora a la proporcionalidad entre volumen y número de moles:

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