Estequiometría y cálculos químicos
Es el bloque más mecánico del examen, pero donde más puntos se pierden por unidades y por no identificar el reactivo limitante. Se combinan masas, moles, gases, disoluciones, rendimiento y determinación de fórmulas.
Herramientas de partida
- n = m/M, con M en g/mol y N_A = 6,022·10²³ partículas/mol.
- Gases ideales: PV = nRT con P en atm, V en litros y T en kelvin (R = 0,082 atm·L/mol·K).
- Disoluciones: M = n/V(L); dilución M₁V₁ = M₂V₂; % en masa = (masa soluto/masa disolución)·100.
- Fracción molar y presión parcial: p_i = x_i·P_total.
Reactivo limitante y rendimiento
Se ajusta la ecuación, se pasan los datos a moles, se divide cada cantidad entre su coeficiente estequiométrico y el cociente menor identifica el limitante. Todo el resto se calcula a partir de él. Rendimiento = (cantidad real/cantidad teórica)·100; la riqueza de una muestra indica la fracción de reactivo puro y se aplica antes de calcular.
Fórmulas empírica y molecular
Con los porcentajes se toman moles relativos, se dividen por el menor y se buscan enteros; la molecular se obtiene multiplicando la empírica por el factor que da la masa molar experimental.
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 273 K? n(Al) = 10,0/26,98 = 0,371 mol; 0,371/2 = 0,185. n(HCl) = 0,200·2,00 = 0,400 mol; 0,400/6 = 0,0667. El HCl es el limitante. n(H₂) = 0,400·(3/6) = 0,200 mol. V = nRT/P = 0,200·0,082·273/1 = 4,48 L. Sobran 0,371 − 0,133 = 0,238 mol de Al, dato que puede pedirse.
Errores que restan puntos
- Trabajar sin ajustar la ecuación o con coeficientes mal ajustados.
- Calcular el producto a partir del reactivo en exceso.
- Mezclar mL y L, o introducir la temperatura en grados Celsius en PV = nRT.
- Aplicar el rendimiento al reactivo y no al producto, o confundir rendimiento con riqueza.
- Redondear los moles intermedios y arrastrar el error hasta el resultado final.