estequiometría de hidrocarburos universidad autónoma del estado de méxico dirección del nivel...

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


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


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


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?


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


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


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


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


Ejemplo



125HCFórmula empírica

1254047.29417.6

7.16

5519417.69417.6

xmolmol

H

xmolmol

C


molmolgg

H

molmolgg

C

3.14/13.14

1417.7/127.85


Ejemplo


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

%

%



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



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


Ejemplo



21417.7

3.14

11417.71417.7

molmol

H

molmol

C

Determinación de n:

71498

14

____

212

12121

gg

n

g

gxH

gxC


Ejemplo

147HC

Fórmula molecular


molmolgg

H

molmolgg

C

04.13/104.13

2467.7/12

96.86


Ejemplo



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


Ejemplo

1810HC

Fórmula molecular



molmolgg

H

molmolgg

C

3.14/13.14

1417.7/127.85


Ejemplo


21HC

Fórmula empírica

21417.7

3.14

11417.71417.7

molmol

H

molmol

C


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



nbnaHCFórmula molecular


g 83.986x

% 85.7 ----------- gx

% 100 ---------- g 98

C


Ejemplo

g 14.014x

% 14.3 ----------- gx

% 100 ---------- g 98

H


molmolgg

H

molmolgg

C

14/1

014.14

7/12

986.83


Ejemplo

147HC

Fórmula molecular

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