ÁREA DE CIENCIAS NATURALES.   QUÍMICA INORGÁNICA. 

TALLER  DE CALCULO DEL  REACTIVO  LIMITE

PROFESOR: LIC. J. ALBERTO CASTRO.                              GRADO DÉCIMO 10°.  OCTUBRE /2015

El reactivo límite es la especie química que primero se agota  y por lo tanto es el  reactivo que limita la continuación de la reacción química, debido a lo anterior es que se le ha dado el  nombre de reactivo limite o reactivo limitante, veamos un ejemplo de cómo se resuelven problemas de este tipo:

EJEMPLO: En la siguiente reacción química, si se hacen  reaccionar 174 gr  de  MnO₂  con 72,86 gr de  HCl  ; Determinar cuál es reactivo limite y que cantidad de  MnCl2  se obtiene ?

Nota: Para hacer los cálculos, recordar la ecuación  debe estar balanceada y los cálculos del producto se hacen con el reactivo límite:

         MnO₂ + 4HCl            MnCl2 + Cl2 + 2 H2O      La ecuación esta balanceada.

PM= MnO₂  = å Mn +  2 O = 54,93gr + 2(16) = 86,93 gr.

PM= HCl  = å H  + Cl  =  1,007gr + 35,45gr = 36,43 gr.

PM= MnCl₂ = å Mn  + 2Cl = 54,93gr + 2(35,45gr) = 125,83 gr.

MnO₂     +    4HCl                  MnCl2    +   Cl2 +   2 H2O

86,93 gr    +    4 ( 36.43gr)                 125,9 gr.

86,93 gr      +    145,72 gr

El primer paso es hallar el reactivo limite; con la anterior información se hacen los cálculos por regla de tres o factor de conversión  para determinar primero el reactivo límite:

   →Si      86,93 gr MnO₂             145,72 gr HCl

            X ¿?                              72,86  gr                    X= 86,93 gr  MnO₂   x  72,86 gr HCl    =   43,46  gr de MnO₂

                                                                                                  145,72 gr   HCl

El resultado anterior o  información  numérica se debe interpretar así:  Que  de los 174 gr de MnO₂  que participan de la reacción con los 72,86 gr de HCl ; Solamente  se consumen 43,5 gr  de MnO₂ , quedando  (174 – 43,46 ) = 130,54 gr de MnO₂  sin reaccionar; es decir que el reactivo limite (que se consume totalmente es el HCl. Luego los cálculos de producción del producto solicitado  se deben hacer con HCl “reactivo limite, con la información dada en el ejercicio  así:

   →Si     145,72 gr de HCl              125,72 gr  MnCl₂

          72,86  gr                                X  ¿?                    X=  125,83 gr MnCl₂   x  72,86 gr  HCl     =   62,915 gr de   MnCl₂

                                                                                                         145,72 gr HCl

OTRO MÉTODO:

Los cálculos del reactivo límite también se pueden determinar por medio de la  relación de moles o de moléculas de las sustancias participantes en la reacción química. Revisemos nuevamente el ejercicio: 

      MnO₂ + 4HCl                   MnCl2 + Cl2 + 2 H2O     

1)      Primero tendremos que convertir los gramos de reactivos en moles

n = W        n=mol, W=gr,  M= Peso_molecular        M

174 gr MnO₂   son  2 moles     

·         72,86 gr HCl   son  2 moles

2)       Ahora definimos la proporción estequiométrica entre reactivos y productos: 

·         A partir de 1 mol de MnO₂     produce  1 mol de MnCl₂

_·          A partir de  4 mol de HCl       producen  1 mol de MnCl₂

3)       Calculamos el número de moles de producto que se obtendrían si cada reactivo se consumiese en su totalidad: 

·         a partir de 2  moles de MnO₂  se obtienen 2 moles de  MnCl₂ 

·         a partir de 2  moles de HCl     se obtienen  0,5 moles de MnCl₂

4)       El reactivo limite es el HCl y se pueden obtener como máximo 0,5 moles de MnCl₂ :

5)       Ahora podemos hacer los cálculos y conversión en gramos:

W= n x M    n=mol, W=gr,  M= Peso  Molec

 

0,5 moles de MnCl₂  corresponden a  62,915 MnCl₂

EJERCICIOS:

Aplicando uno de los dos métodos anteriormente explicados, realizar los siguientes ejercicios en el cuaderno de apuntes de la asignatura de química:

1.      Considere la siguiente reacción: 

Supongamos que se mezclan 637,2 g de NH₃ con 1142 g de CO₂. ¿Cuántos gramos de urea [(NH₂)₂CO] se obtendrán y cuál es el reactivo límite? 

2.      Cuando se hacen  reaccionar 21,3 g de nitrato de plata con 33,5 g de cloruro de aluminio para preparar cloruro de plata y nitrato de aluminio. ¿Cuál es el reactivo limitante y cuanto cloruro de plata de producen?

                AgNO₃   +  AlCl                  AgCl     +   Al(NO₃)₃

3.      Se ponen en un recipiente cerrado 250 gramos de propano  C₃H₈  y  400 gramos de oxígeno  O₂. Determina el reactivo limitante y calcula los gramos de gas carbónico CO₂  que se forman:

                   C₃H₈   +  O₂                         CO₂      +  H₂O

4.      El  ácido clorhídrico  HCl es producido comercialmente por la reacción del cloruro de sodio NaCl, con el ácido sulfúrico  H₂SO₄ , según la siguiente ecuación:

                                              NaCl    +  H₂SO₄                 Na₂SO₄      +   HCl 

      Determinar el reactivo  limite y  cuantas moles y gramos de HCl se pueden obtener a partir de la          

      reacción  de 392,29 gr de H₂SO₄ con 175,29     gr de cloruro de sodio. 

5.    Calcular el reactivo limite en la reacción química entre 28 gr de CO₂ y  45 gr de hidróxido de sodio NaOH y la cantidad  teórica posible de producción de carbonato de sodio Na₂CO_{3  .}

                  CO₂    +    NaOH                  Na₂CO₃      +    H₂O

NOTA:  TRABAJAR  Y  RESOLVER  LOS  EJERCICIOS PROPUESTOS  Y EN LA PRÓXIMA CLASE  TALLER SE REALIZARÁ  PLENARIA PARA  ACLARAR,  DUDAS SOBRE LOS EJERCICIOS QUE CONSIDERE DE MAYOR DIFICULTAD;  RECORDAR QUE ESTAMOS EN EL IV PERIODO