Estequiometria

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Estequiometria
Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactantes (o también conocidos como reactivos) y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica. La estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados.
Principio
En una reacción química se observa una modificación de las sustancias presentes: los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.
A escala microscópica, la reacción química es una modificación de los enlaces entre átomos, por desplazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, pero los átomos implicados se conservan. Esto es lo que llamamos la ley de conservación de la masa, que implica las dos leyes siguientes:
· la conservación del número de átomos de cada elemento químico
· la conservación de la carga total
Las relaciones estequiometrias entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservación, y están determinadas por la ecuación (ajustada) de la reacción.
Unidades usuales
Átomo- Gramo
Átomo gramo de un elemento es un peso en gramos igual, en números, al peso atómico.
Es una unidad ponderal que posee gran importancia química, pues un átomo gramo de cualquier sustancia contiene aproximadamente seiscientos mil trillones de átomos, para calcular el peso de los átomos la fórmula es expresada en gramos.
Ejemplo:
Calcular el átomo gramo del calcio:
Si 40,08g de Ca contienen  átomos de Ca entonces 1 átomo de Ca pesará:
Expresados estos conceptos de manera análoga, al ámbito molecular, surge otra definición:
“Molécula gramo de una sustancia es un peso  en gramos igual, en número, al peso molecular”.
Mol- Gramo
MOL GRAMO (Mol-g)
El mol gramo se representa mediante (mol-g), lo cual nos indica que es el peso molecular de una sustancia expresada en gramos.
Para los compuestos covalentes esto se llama: molécula – gramo. Por conveniencia la masa de la formula – gramo o molécula – gramo se abrevia con Mol (n).
Un Mol de un compuesto covalente contiene 6.02 x 1023 moléculas del compuesto.
Volumen Gramo- Molecular 
Volumen molar es un concepto que se utiliza en el ámbito de la química. La noción se emplea para nombrar al volumen ocupado por un mol de una sustancia, utilizándose como unidad de referencia al metro cúbico por mol.
NÚMERO DE AVOGADRO
Por número de Avogadro se entiende al número de entidades elementales (es decir, de átomos, electrones, iones, moléculas) que existen en un mol de cualquier sustancia. Pero veamos qué significa esto.
Como mol se denomina a la unidad contemplada por el Sistema Internacional de Unidades que permite medir y expresar a una determinada cantidad de sustancia. Se trata de la unidad que emplean los químicos para dar a conocer el peso de cada átomo, una cifra que equivale a un número muy grande de partículas. Un mol, de acuerdo a los expertos, equivale al número de átomos que hay en doce gramos de carbono-12 puro. La ecuación sería la siguiente: 1 mol = 6,022045 x 10 elevado a 23 partículas.
Cálculos estequiometricos B:
Relación peso-peso
Las llamadas relaciones estequiométricas dependen de la manera en que se plantea el problema, es decir de las unidades en que se da la sustancia dato del problema y de las unidades en que se requiere o pide la sustancia incógnita (dato que se desconoce y se pide calcular).
Relaciones dato - incógnita 
Mol – mol
•	Masa – masa masa – mol
Mol – masa
Vol – masa
•	Masa – volumen mol – vol
Vol – mol
•	Volumen - volumen
Unidades de medida
Masa = gramos, kilogramo o mol
Volumen = L, ml, m3, cm3
Relación Peso-Volumen
Es la proporción de unidades de masa de un soluto por cada 100 unidades de volumen de solución
Para el cálculo del porcentaje peso volumen se utiliza la siguiente expresión:
Donde:
%(P/V): porcentaje peso/volumen
msto: masa de soluto (g)
Vsol: volumen de solución (ml)
Reactivo limitante 
El reactivo limitante da a conocer o limita la cantidad de producto formado, y provoca una concentración específica o limitante.
Cuando una ecuación está balanceada, la estequiometría se emplea para saber los moles de un producto obtenido a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre el reactivo y producto se obtiene de la ecuación balanceada.
Generalmente cuando se efectúa una reacción química los reactivos no se encuentran en cantidades estequiométricamente exactas, es decir, en las proporciones que indica su ecuación balanceada. En consecuencia, algunos reactivos se consumen totalmente, mientras que otros son recuperados al finalizar la reacción. El reactivo que se consume en primer lugar es llamado reactivo limitante, ya que la cantidad de éste determina la cantidad total del producto formado. Cuando este reactivo se consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que se consumen parcialmente son los reactivos en exceso.
La cantidad de producto que se obtiene cuando reacciona todo el reactivo limitante se denomina rendimiento teórico de la reacción.
El concepto de reactivo limitante, permite a los químicos asegurarse de que un reactivo, el más costoso, sea completamente consumido en el transcurso de una reacción, aprovechándose así al máximo.
Reactivo en exceso
El reactivo en exceso, como su nombre lo indica es aquel que va a quedar de sobra en la reacción; hay tanto reactivo que se va a consumir una parte de este en la reacción y la otra parte quedara sobrante sin reaccionar
Grado de conversión o Rendimiento
La conversión, es la fracción de la alimentación o de algún material clave de la alimentación que se convierte en producto. La conversión tiene que ver con el grado de conversión de una reacción, que por lo general es el porcentaje o fracción del reactivo limitante que se convierte en producto.
En el caso en que compitan dos o más reacciones, aparece la selectividad; que es el cociente de los moles obtenidos del producto deseado entre los moles del producto no deseado obtenido en un conjunto de reacciones.
Por último, el rendimiento para un solo producto o reactivo, es la masa o moles obtenidos de producto final divididos entre el peso o moles del reactivo inicial alimentado o consumido. Si intervienen más de un producto y más de un reactivo, habrá que especificar claramente el reactivo en el que se basa el rendimiento.
Reacciones Químicas Simples
Cuando una reacción implica un elemento que desplaza a otro en un compuesto, se llama reacción de sustitución simple o reacción de reposición simple. También se utiliza el nombre de "reacción de desplazamiento". Por ejemplo, una tira de cobre sumergida en una solución de nitrato de plata desplazará átomos de plata, produciendo nitrato de cobre y precipitación de cristales del metal plata.
Cu(s) + 2AgNO3(aq) -> 2 Ag(s) + Cu(NO3)2(aq)
Si el metal zinc se sumerge en un ácido, desplazará al hidrógeno del ácido.
ZN(s) + 2HCl(aq) -> 2 H2(g) + ZnCl2(aq)
Generalmente, los metales activos, desplazarán el hidrógeno de los ácidos.
 Reacción acido- base
Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base produciendo una sal y agua.
La palabra "sal" describe cualquier compuesto iónico cuyo catión provenga de una base (Na+ del NaOH) y cuyo anión provenga de un ácido (Cl- del HCl). Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor. Se les suele llamar de neutralización porque al reaccionar un ácido con una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.
Existen varios conceptos que proporcionan definiciones alternativas para los mecanismos de reacción involucrados en estas reacciones, y su aplicación en problemas en disolución relacionados con ellas. La palabra neutralización se puede interpretar como aniquilación o como eliminación, lo cual no está muy lejano a la realidad. Cuando un ácido se mezcla con una base ambas especies reaccionan endiferentes grados que dependen en gran medida de las concentraciones y volúmenes del ácido y la base a modo ilustrativo se puede considerar la reacción de un ácido fuerte que se mezcla con una base débil, esta última será neutralizada completamente, mientras que permanecerá en disolución una porción del ácido fuerte, dependiendo de las moles que reaccionaron con la base. Pueden considerarse tres alternativas adicionales que surgen de la mezcla de un ácido con una base:
1.	Se mezcla un ácido Fuerte con una base fuerte: Cuando esto sucede, la especie que quedará en disolución será la que esté en mayor cantidad respecto de la otra.
2.	Se mezcla un ácido débil con una base fuerte: La disolución será básica, ya que será la base la que permanezca en la reacción.
3.	Se mezcla un ácido débil con una base débil: Si esto sucede, la acidez de una disolución dependerá de la constante de acidez del ácido débil y de las concentraciones tanto de la base como del ácido.
Obtención de compuestos orgánicos
Halogenuro: Un halogenuro o haluro, es un compuesto binario en el cual una parte es un átomo halógeno y la otra es un elemento, catión o grupo funcional que es menos electronegativo que el halógeno. Según el átomo halógeno que forma el haluro éste puede ser un fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro, todos elementos del grupo XVII en estado de oxidación -1. Sus características químicas y físicas se suelen parecer para el cloruro hasta el yoduro siendo una excepción el fluoruro.
Pueden ser formados directamente desde los elementos o a partir del ácido HX (X = F, Cl, Br, I) correspondiente con una base. Todos los metales del Grupo 1 forman haluros con los halógenos, los cuales son sólidos blancos. Un ion haluro un átomo halógeno que posee una carga negativa, como el fluoruro (F-) o cloruro (Cl-). Tales iones se encuentran presentes en todas las sales iónicas de haluro. 
Combustión de hidrocarburos
La combustión de hidrocarburos sólo se efectúa a temperaturas elevadas, como las que proporcionan una llama o una chispa. Sin embargo, una vez iniciada, la reacción desprende calor, que a menudo es suficiente para mantener la alta temperatura y permitir que la combustión continúe. La cantidad de calor que se genera al quemar un mol de un hidrocarburo a dióxido de carbono y agua se llama calor de combustión: para el metano es 213 Kcal.
Benceno y sus derivados
El benceno es un hidrocarburo aromático de fórmula molecular C6H6, (originariamente a él y sus derivados se le denominaban compuestos aromáticos debido a la forma característica que poseen) también es conocido como benzol. En el benceno cada átomo de carbono ocupa el vértice de un hexágono regular, aparentemente tres de las cuatro valencias de los átomos de carbono se utilizan para unir átomos de carbono contiguos entre sí, y la cuarta valencia con un átomo de hidrógeno.
Derivados del benceno
Polímeros 
Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas. Los polímeros tienen elevadas masas moleculares, que pueden alcanzar incluso millones de UMA.
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales y el nailon, el polietileno y la baquelita de polímeros sintéticos.
Compuestos de importancia económica industrial y económica 
Elemento de Importancia Económica:
 Hidrogeno (H)
Los principales uso del hidrogeno son:
a) para la producción de amoniaco (N3H) por el proceso (Haber).
b) En la producción del ácido clorhídrico al combinarse con cloro, en la síntesis del alcohol metilito (CH3OH) al combinar con monóxido de carbono.
c) Refinación de petróleo.
d) Hidrogeno de aceite.
 
Boro (B) Este no metal se utiliza como fertilizante foliar y edáfico.
Carbono (C) Este metal es importante ya que forma parte de numerosos compuestos y son importantes para la vida cotidiana del ser humano. También forma parte de las estructuras de las grasas o lípidos de la cual la parte estructural está formada por el glicerol y glicerina el cual es un alcohol.
El carbono también forma parte de las estructuras de ácidos nucleicos, vitaminas.    
Nitrógeno (N) La mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire de la atmósfera y se usa para fabricar amoniaco al combinarse con el hidrogeno en su forma liquida, el nitrógeno se utiliza como congelante.
Oxigeno (O) Este elemento también se encuentra en el aire de la atmósfera y es muy importante en la vida del ser humano ya que el depende de su respiración. También se utiliza ampliamente en la industria y también se utiliza en la soldadura autógena o acetilénica.
Flour (F) Los usos de los fluoruros principalmente el fluoruro de sodio se utiliza en la fluoración del agua potable y en las pastas dentales para prevenir las caries.
Cloro (Cl) Se utiliza para la elaboración de plástico disolvente, pesticidas, producto farmacéutico, refrigerante y colorante. También se utiliza en la desinfección y para blanquear textiles.
Bromo (Br) Los compuestos orgánicos que contienen bromo se utilizan como intermediarios en las síntesis industriales de colorantes. Los bromuros inorgánicos se utilizan como medicina en el blanqueo de tejidos y en fotografías bromuro de plata.
Yodo (I) Sus compuestos no se usan tan extensamente como las de otros halógenos del grupo 7ª y sus principales  usos: productos farmacéuticos, pinturas, para fotografía en su forma de yoduro de plata y también como desinfectantes.
Elemento de  Importancia Industrial:
 Aluminio es resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por los que se emplea en la construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos. Se extrae de la bauxita por reducción electrolítica.
Cobalto se emplea en la elaboración de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción. Se emplea en herramienta mecánica de alta velocidad, imanes y motores. En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio. Su isótopo radiactivo se emplea en el Instituto Nacional de Investigación Nuclear (ININ) de México, por que produce radiaciones gamma. 
Mercurio es resistente a la corrosión y un bueno conductor eléctrico. Se usa en la fabricación de instrumentos de presión, baterías, termómetro, barómetro, amalgamas dentales, sosa cáustica, medicamentos e insecticidas.
Antimonio se utiliza, metal de imprenta, baterías y textiles.
Plata se emplea en la acuñación de monedas y manufacturas de vajillas y joyas, en fotografías, aparatos eléctricos, aleaciones y soldaduras.
Cobre usado principalmente como conductor eléctrico, en la elaboración de monedas y aleaciones como el latón y bronce.
Plomo se emplea para la fabricación de de barias y acumuladores, de pinturas, soldaduras e investigaciones nucleares.