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Estequiometría de Hidrocarburos
Universidad Autónoma del Estado de México
Dirección del Nivel Medio SuperiorPlantel Dr. Pablo González Casanova
Química y Vida DiariaMódulo II
2015
Química y Vida Diaria
Autor
Fernando Becerril Morales
Esta presentación tiene la intención de funcionar como un material de apoyo para los alumnos de segundo semestre que cursan la materia de química y vida diaria. El alumno puede consultar esta presentación reiteradamente para resolver dudas. Muestra una descripción de cada uno de los contenidos del tema de estequimetría de hidrocarburos, con explicaciones concretas de los ejercicios principales que se desarrollan en él, haciendo énfasis en balanceo por tanteo de las reacciones de combustion de hidrocarburos.
Guión Explicativo
Universidad Autónoma del Estado de MéxicoDirección del Nivel Medio Superior
Plantel Dr. Pablo González CasanovaQuímica y Vida Diaria
2015
Módulo II. Hidrocarburos
Estequiometria
Para poder realizar cualquier cálculo estequiométrico la ecuación química debe estar correctamente balanceada.
OdHcCObOHaC yx 222
cos
,,
triestequiomé
escoeficientlossondycba
Estequiometria mol-mol
OHCOOHC 22283 _________ 3 45
3 x 2 = 6 4+
1010/2 = 5
8/2 = 4
Estequiometria mol-mol
Esta ecuación la podemos interpretar así:
OHCOOHC 22283 ________ 3 451
1 mol de propano
reacciona con 5 mol de oxígeno molecular
para producir 3 mol de dióxido de carbono
4 mol de agua
y energía
Estequiometria mol-mol
Esta ecuación la podemos interpretar así:
OHCOOHC 22283 ________ 3 451
1 molécula de propano
reacciona con 5 moléculas de oxígeno
para producir 3 moléculas de dióxido de carbono4 moléculas de agua
y energía
1 mol de propano produce 3 mol de CO2
Estequiometria mol-mol
OHCOOHC 22283 4351
Entonces 5 mol de propano producen 15 mol de CO2
¿Cuántos mol de CO2 se obtienen de la reacción de 5 mol de propano (C3H8) un exceso de O2?
Estequiometria mol-mol
OHCOOHC 22283 4351
¿Cuántos mol de CO2 se obtienen de la reacción de 5 mol de propano (C3H8)?
2
83
283
83
2
83
2
15
1
35
13
5
COmolx
HCmol
COmolHCmolx
HCmolCOmol
HCmolCOmolx
Estequiometria mol-mol
3 45 OHCOOHC 22283 ________1
15 20
25 OHCOOHC 22283 ____________5
Se multiplica por 5 a cada uno de los coeficientes, dado que reaccionan 5 mol de propano (C3H8)
Como se observa, se obtienen 15 mol de CO2
Estequiometria mol-mol
Reactivo limitante
El resultado correcto siempre es el más pequeño, entonces se obtienen 11.4 mol de CO2
¿Cuántos mol de CO2 se obtienen de la reacción de 4 mol de propano (C3H8) con 19 mol de O2?
3 45 OHCOOHC 22283 ________1
4 mol C3H8 3 mol CO2 = 12 mol CO2
1 mol C3H8
19 mol O2 3 mol CO2 = 11.4 mol CO2
5 mol O2
121
)3)(4(
4.115
)3)(19(
Reactivo limitante O2
Estequiometria mol-mol
Reactivo limitante
El resultado correcto siempre es el más pequeño, entonces se obtienen 46.8 mol de H2O
¿Cuántos mol de H2O se obtienen de la reacción de 5.2 mol de octano (C8H18) con 68.2 mol de O2?
16 1825
OHCOOHC 222188 ________2
5.2 mol C8H18 18 mol H2O = 46.8 mol H2O 2 mol C8H18
68.2 mol O2 18 mol H2O = 49.1 mol H2O 25 mol O2
8.462
)18)(2.5(
1.4925
)18)(2.68(
Reactivo limitante C8H18
Fórmula empírica de hidrocarburosLa fórmula empírica para un compuesto es la fórmula de una sustancia escrita con los índices con números enteros más pequeños, es la reducción de una fórmula molecular a su mínima expresión entera.
Para un hidrocarburo es fácil de determinar:1. Expresar el porcentaje en gramos, ya que son equivalentes.2. Dividir la masa de cada elemento entre su masa atómica respectiva.
molymolggm
H
molxmolggm
C
/1)(
/12)(
HgH
CgC
%
%
Imagen tomada de: http://qorganica.ugr.es/pages/innovacion
3. Identificar al menor cociente y dividir ambos resultados entre éste. 4. Si los resultados son enteros, estos serán los subíndices de la fórmula
empírica; en caso contrario multiplicarlos por un número entero hasta que ambos resultados sean muy próximos a enteros respectivos.
yoxr
enterobmolrmoly
H
enteroamolrmolx
C
ser puede
Fórmula empírica de hidrocarburos
baHCFórmula empírica
Determina la fórmula empírica de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 83.3 % C y 16.7 % H.
molmolgg
H
molmolgg
C
7.16/17.16
9417.6/123.83
Fórmula empírica de hidrocarburos
Ejemplo
Imagen tomada de: http://qorganica.ugr.es/pages/innovacion
Fórmula empírica de hidrocarburos
125HCFórmula empírica
1254047.29417.6
7.16
5519417.69417.6
xmolmol
H
xmolmol
C
Determina la fórmula empírica de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 85.7 % C y 16.7 % H.
molmolgg
H
molmolgg
C
3.14/13.14
1417.7/127.85
Fórmula empírica de hidrocarburos
Ejemplo
Fórmula empírica de hidrocarburos
21HC
Fórmula empírica
21417.7
3.14
11417.71417.7
molmol
H
molmol
C
Fórmula molecular de hidrocarburos
La fórmula molecular indica la cantidad exacta de átomos de cada elemento presentes en una molécula.
Para un hidrocarburo es fácil de determinar:1. Determina primero la fórmula empírica del hidrocarburo.2. Calcula su masa.
HgH
CgC
%
%
baHCFórmula empírica
Imagen tomada de: http://qorganica.ugr.es/pages/innovacion
3. Determina el factor n por el que se deben multiplicar los subíndices de la fórmula empírica para determinar los de la fórmula molecular.
empírica fórmula la de pesocompuesto delmolecular peson
Fórmula molecular de hidrocarburos
baHCFórmula empírica
nbnaHCFórmula molecular
Determina la fórmula molecular de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 85.7 % C y 14.3 % H y un peso molecular de 98 g/mol.
molmolgg
H
molmolgg
C
3.14/13.14
1417.7/127.85
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
Fórmula molecular de hidrocarburos
21HCFórmula empírica
21417.7
3.14
11417.71417.7
molmol
H
molmol
C
Determinación de n:
71498
14
____
212
12121
gg
n
g
gxH
gxC
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
147HC
Fórmula molecular
Determina la fórmula molecular de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 86.96 % C y 13.04 % H y un peso molecular de 138 g/mol.
molmolgg
H
molmolgg
C
04.13/104.13
2467.7/12
96.86
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
Fórmula molecular de hidrocarburos
95HCFórmula empírica
95799.12467.7
04.13
5512467.72467.7
xmolmol
H
xmolmol
C
Determinación de n:
269
138
69
____
919
60125
gg
n
g
gxH
gxC
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
1810HC
Fórmula molecular
Imagen tomada de: http://qorganica.ugr.es/pages/innovacion
Determina la fórmula empírica de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 85.7 % C y 16.7 % H.
molmolgg
H
molmolgg
C
3.14/13.14
1417.7/127.85
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
Fórmula empírica de hidrocarburos
21HC
Fórmula empírica
21417.7
3.14
11417.71417.7
molmol
H
molmol
C
Fórmula molecular de hidrocarburos
Otro método para determinar la fórmula molecular es el siguiente:
1. Determina la masa de cada elemento partiendo de su porcentaje y el peso molecular.
2. Dividir cada resultado entre su masa atómica para determinar el número de moles de cada elemento en la fórmula molecular.
H % --------------H de gx
% 100 ------- gmolecular peso
C % --------------C de gx
% 100 ------- gmolecular peso
FM laen H de mol/1
gen H de masaH
FM laen C de mol/12
gen C de masa
molg
molgC
Fórmula molecular de hidrocarburos
baHCFórmula empírica
nbnaHCFórmula molecular
Determina la fórmula molecular de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 85.7 % C y 14.3 % H y un peso molecular de 98 g/mol.
g 83.986x
% 85.7 ----------- gx
% 100 ---------- g 98
C
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
g 14.014x
% 14.3 ----------- gx
% 100 ---------- g 98
H
Determina la fórmula molecular de un hidrocarburo con una composición porcentual en masa: 86.96 % C y 13.04 % H y un peso molecular de 138 g/mol.
molmolgg
H
molmolgg
C
14/1
014.14
7/12
986.83
Fórmula molecular de hidrocarburos
Ejemplo
147HC
Fórmula molecular
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