Reacciones con reactivo limitante

Autor: Manuel Díaz Escalera
Problemas de reacciones
químicas
Reactivo limitante

Se ponen en un recipiente cerrado 250 gramos de propano y 400
gramos de oxígeno. Determina el reactivo limitante y calcula los
gramos de reactivo en exceso y la masa de agua que se forma.
C3H8 +O2  CO2 + H2O
Masas atómicas: C:12; H:1; O:16 u

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Paso 1 Ajustamos la ecuación química
Una ecuación química tiene que tener el mismo número de átomos
de cada elemento en los reactivos (a la izquierda de la flecha) y en
los productos (a la derecha de la flecha). Si esto no sucede es
necesario ajustar la ecuación química cambiando los coeficientes
que aparecen delante de las fórmulas de los reactivos y de los
productos. Dichos coeficientes se llaman coeficientes
estequiométricos
Podemos ajustar la reacción por tanteo probando coeficientes
estequiométricos hasta lograr el ajuste correcto.

C3H8 +O2  CO2 + H2O
En la ecuación hay tres átomos de carbono del lado de los reactivos
y un único átomo del lado de los productos por lo que ponemos un 3
delante del CO2 para equilibrar los átomos de carbono.
C3H8 +O2  3CO2 + H2O
Para equilibrar los átomos de hidrógeno ponemos un 4 delante del
H2O.
C3H8 +O2  3CO2 + 4H2O
Ahora tenemos 10 átomos de oxígeno del lado de los productos y
ponemos un 5 delante del O2 para equilibrar los átomos de oxígeno.
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Paso 2 Determinamos la proporción en gramos
La relación molar se transforma fácilmente en la proporción en
gramos por medio de la relación entre mol y masa molar.
La masa molar (la masa de un mol) de cualquier sustancia
equivale a su masa atómica, masa molecular o masa fórmula
expresada en gramos.
Los coeficientes estequiométricos indican la proporción en moles.
1 mol de C3H8 + 5 moles de O2  3 moles de CO2 + 4 moles de H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Determinamos la masa molar de los reactivos y de los productos:
M(C3H8) = 3M(C) + 8M(H) = 36 + 8 =44 u
M(O2) = 2M(O) = 32 u
M(CO2) = M(C) + 2M(O) = 12 + 32 = 44 u
M(H2O) = 2M(H) + M(O) = 2 + 16 = 18 u
Por lo tanto1 mol de C3H8 tiene 44 gramos, 1 mol de O2 tiene 32
gramos, 1 mol de H2O tiene 18 gramos y 1 mol de CO2 tiene 44
gramos.

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Con las masas molares ya podemos escribir la proporción en
gramos:
44 g de C3H8 + 160 g de O2  132 g de CO2(g) + 72 g de H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Paso 3 Determinamos el reactivo limitante
Si los reactivos que se mezclan no están en la proporción correcta
tenemos que determinar el reactivo limitante. Se llama reactivo
limitante al reactivo que se consume totalmente y determina la
cantidad de productos que se obtienen.
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2OC3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Para determinar el reactivo limitante calculamos la cantidad de
producto que se forma si cada uno de los reactivos se consumiera
completamente. El reactivo limitante es el reactivo que produce
menos cantidad de producto
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2OC3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
La proporción en gramos indica que 44 g de C3H8 producen 72 g de
H2O. Para 250 gramos de C3H8 se obtienen:
= 409,1 g de H2O250 g de C3H8
72 g de H2O
44 g de C3H8
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
La proporción en gramos indica que 160 g de O2 producen 72 g de
H2O. Para 400 gramos de O2 se obtienen:
= 180 g de H2O400 g de O2
72 g de H2O
160 g de O2
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Si 250 g de C3H8 producen 409,1 g de H2O y 400 g de O2 producen 180
g de H2O el reactivo limitante es el oxígeno (el que produce menor
cantidad de productos) y se obtienen 180 g de H2O.
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
Si el O2 es el reactivo limitante y se consume totalmente el C3H8 es el
reactivo en exceso.
Aclaración: en una reacción con reactivo limitante el cálculo de la
cantidad de productos siempre debe hacerse con la masa del reactivo
limitante (el que se consume totalmente).

C3H8 +O2  CO2 + H2O
Para determinar los gramos de propano que sobran primero
determinamos la cantidad de C3H8 que reacciona con los 400 g de O2.
C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O
= 110 g de C3H8400 g de O2
44 g de C3H8
160 g de O2
De los 250 g de propano iniciales, 110 g reaccionan con 400 g de O2, y
quedan 140 gramos de propano sin reaccionar (el reactivo en exceso).

Reacciones con reactivo limitante

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Reacciones con reactivo limitante

Similar a Reacciones con reactivo limitante (20)

Más de Manuel Diaz

Más de Manuel Diaz (20)

Último

Último (20)

Reacciones con reactivo limitante