Estequiometría, disoluciones y cálculos químicos
El bloque de estequiometría, disoluciones y cálculos químicos concentra la mayor parte de los cálculos numéricos de la PAU andaluza. Se evalúa el dominio del mol como unidad central, el ajuste de reacciones, la detección del reactivo limitante y la preparación, dilución y mezcla de disoluciones, con frecuencia combinados con gases ideales.
Herramientas básicas
- n = m/M; N = n·N_A; en gases, PV = nRT con R = 0,082 atm·L/(mol·K) o 8,314 J/(mol·K).
- Una ecuación ajustada da proporciones en moles, nunca en gramos directamente.
- Molaridad M = n_soluto/V_disolución (L); molalidad m = n_soluto/kg_disoluente; fracción molar χ_i = n_i/n_total; % en masa = g soluto por 100 g de disolución.
- En una dilución se conserva el número de moles: M₁V₁ = M₂V₂.
- Al mezclar disoluciones se suman moles y volúmenes: la molaridad final usa el volumen total.
Estrategia de cálculo
- Ajustar la ecuación química.
- Pasar todos los datos a moles (o a litros de gas).
- Dividir los moles por sus coeficientes y detectar el limitante (el menor cociente).
- Calcular con el limitante y aplicar rendimiento o pureza si se piden.
Ejemplo resuelto
Se hacen reaccionar 10,0 g de Al con 200 mL de HCl 2,00 M según 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl₃ + 3 H₂. ¿Qué volumen de H₂ se obtiene a 1 atm y 298 K? n(Al) = 10,0/26,98 = 0,371 mol; n(HCl) = 0,200·2,00 = 0,400 mol. Cocientes: Al 0,371/2 = 0,185; HCl 0,400/6 = 0,0667 → el HCl es el limitante. n(H₂) = 0,400·3/6 = 0,200 mol. V = nRT/P = 0,200·0,0821·298/1 = 4,89 L.
Errores que restan puntos
- Usar gramos de disolución como si fueran moles de soluto.
- No ajustar la ecuación o ajustarla mal (el aluminio forma Al³⁺, no Al²⁺).
- Calcular con el reactivo que está en exceso.
- Olvidar sumar volúmenes al mezclar o no convertir mL a L.
- Confundir rendimiento (producto real/teórico) con pureza (masa pura/masa total).
- Trabajar con temperaturas en grados Celsius en PV = nRT.