BBME_U3_EA - JESSICA VERONICA MENDOZA PRADO (4)

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Universidad Abierta y a Distancia de México
División de Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales
Ingeniería en Biotecnología
Balance de materia y energía
Evidencia de Aprendizaje 
Unidad 3
Clasificación de los balances de materia
15 de marzo de 2022
Conceptos 
Estequiometria 
Es aquel proceso cualitativo de la química donde se toman en cuenta las unidades de moléculas y átomos y se explica la relación entre las cantidades de estos al principio y a final de las reacciones, apegándose a la ley de la conservación de la materia y asegurándose que aquellos átomos y moléculas presentes en los reactivos encuentren su lugar en los productos. 
Reactivo limitante
Se le denomina así al reactivo que se consume primero en una reacción química y que al terminarse impide que la reacción siga ocurriendo y se siga formando producto. 
Rendimiento 
Es la cantidad de producto que se puede obtener al llevarse a cabo una reacción. Se subdivide en:
A) Rendimiento teórico: El que se estima por estequiometria de acuerdo con las ecuaciones balanceadas y es el máximo que puede ocurrir. 
B) Rendimiento real: Es el verdaderamente obtenido tras realizar la reacción en la vida real, generalmente menor al teórico. 
C) Porcentual: Es la relación entre el rendimiento real divido entre el teórico y multiplicado por 100.
Problemas
Cuando se alimenta al quemador de una caldera 2500 litros de gas natural, el metano reacciona con el oxígeno del aire (mismo que es alimentado en cantidades estequiométricas) ocurriendo la siguiente reacción: CH4 + 2O2→CO2 + 2H2O. Considerando que la reacción es completa ¿Qué información estequiométrica proporciona dicha reacción?
La ecuación se encuentra balanceada por lo que podemos decir que es correcta estequiométricamente. Nos dice que por cada molécula de gas natural se necesitan el doble de oxígeno, por lo que podemos decir también que para que se consuman de forma completa los 2500 litros de gas natural es necesario administrar 5000 litros de oxígeno. 
El acetileno gaseoso se produce de acuerdo con la siguiente reacción química: CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca (OH)2 (carburo de calcio + agua → acetileno + hidróxido de calcio). Si solo se cuenta con 20g de carburo de calcio ¿cuánto acetileno podría producirse si la reacción es completa? Incluir en el cálculo la información estequiométrica de la reacción.
Mol de CaC2: 64.1g
Mol de H2O: 18g
Mol de C2H2: 26g
Mol de Ca (OH)2: 72.1g
20 g de carburo de calcio equivalen al 31.25% de un mol. Dado que la ecuación se encuentra balanceada, podemos decir que por cada mol de carburo de calcio se pueden producir 1 mol de acetileno. Por lo tanto, el reactivo limitante sería el carburo de calcio, pudiendo producirse solamente 8.125g de acetileno. 
Un fabricante de bicicletas tiene 5350 ruedas y 3023 manubrios, ¿cuántas bicicletas pueden fabricarse usando estos componentes? ¿cuántos componentes de cada tipo sobran? ¿cuál componente es un reactivo limitante en cuanto a que limita la producción de bicicletas?
Pueden fabricarse 2675 bicicletas en total, dado que cada una necesita 2 ruedas. Sobrarían 0 ruedas y 348 manubrios, pudiendo decir que el reactivo limitante son las ruedas ya que son las primeras en agotarse y detener la fabricación de las bicicletas.
 
Referencias 
Aula Fácil (2022) Rendimiento de las reacciones. Aula Fácil. Recuperado de https://www.aulafacil.com/cursos/quimica/problemas-de-quimica-general-para-universitarios/rendimiento-de-las-reacciones-l40254
Campus (s.f.) Reactivo limitante y reactivo en exceso. Campus Educación Argentina. Recuperado de https://campus.mdp.edu.ar/agrarias/mod/page/view.php?id=4396
UnADM (s.f.) Contenido nuclear unidad 3. UnADM. Recuperado de https://campus.unadmexico.mx/contenidos/DCSBA/BLOQUE1/BI/04/BBME/unidad_03/descargables/BBME_U3_Contenido.pdf