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Qué es la estequiometría

La estequiometría es la información de las cantidades de los reactantes y productos en una reacción química. Esta se basa en que la cantidad de reactantes es igual a la cantidad de los productos y que los compuestos tienen una composición fija.

La palabra "estequiometría" deriva del griego stoicheon (elemento) y metron (medida). Fue aplicada por Jeremias Benjamin Richter en 1792.

Un coeficiente estequiométrico es el número que aparece delante de la fórmula química en una ecuación. Por ejemplo, en la reacción de descomposición del agua H ₂O se produce hidrógeno H ₂ y oxígeno O ₂ en forma de gas:

En este caso, el H ₂O y el H ₂ tienen un 2 como coeficiente estequiométrico, mientras el O ₂ no tiene ningún coeficiente. Esto significa que 2 moléculas de H ₂O se transforman en 2 moléculas de H ₂ y 1 molécula de O ₂.

La estequiometría está presente en la vida cotidiana. Cuando hacemos un pastel, tenemos que usar unas cantidades fijas de ingredientes (reactantes) para obtener un pastel (producto). Si utilizamos más polvo de hornear que harina, el resultado probablemente no será el deseado.

Cálculos estequiométricos

Los cálculos estequiométricos son la manera en que se ajustan los coeficientes estequiométricos para que una ecuación química esté balanceada. Existen varios métodos, siendo el método por tanteo y el método algebraico los más utilizados.

Cálculo estequiométrico para balancear una ecuación por tanteo

Este método se basa en ir probando paso a paso cuáles son los coeficientes estequiométricos correctos para balancear una ecuación química.

Por ejemplo, en la combustión de metano CH ₄ en presencia de oxígeno O ₂ (reactantes) se produce dióxido de carbono CO ₂ y agua H ₂ O, como se muestra en la siguiente ecuación:

En primer lugar, revisamos cuántos átomos de cada elemento se encuentran a cada lado de la ecuación:

Podemos notar que el carbono está en la misma cantidad de cada lado de la ecuación, pero el oxígeno y el hidrógeno no. Tanteamos colocando un 2 como coeficiente delante del agua en los productos y un 2 delante del O ₂ en los reactantes:

Ahora sí tenemos la misma cantidad de elementos del lado izquierdo (reactantes) y del lado derecho (productos) de la ecuación química. Es decir, la ecuación está balanceada.

Cálculo estequiométrico por método algebraico

Este método utiliza la matemática para determinar los coeficientes estequiométricos. Para esto se asignan letras a cada coeficiente y se hace un sistema de ecuaciones.

Relaciones estequiométricas

Las relaciones estequiométricas indican cuánto de cada reactante se necesita para obtener una dada cantidad de producto.

Por ejemplo, en la reacción del nitrato de bismuto Bi(NO ₃) ₃ con sulfuro de sodio Na ₂ S, produce sulfuro de bismuto y nitrato de sodio, como se muestra en la ecuación:

En esta ecuación, la relación estequiométrica establece que 2 moléculas de Bi(NO ₃) ₃ reaccionan con 3 moléculas de Na ₂S y se produce 1 molécula de Bi ₂S ₃ y 6 moléculas de NaNO ₃.

Vea también:

Atkins, P., Jones, L., Laverman, L. (2016) Chemical Principles: the quest for insight. 7ed. W.H.Freeman. New York.

Szabadvary, F. (1962) The birth of stoichiometry. J.Chem.educ. 39:267-270

Cómo citar: Fernandes, Ana (13/02/2023). "Estequiometría". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/estequiometria/ Consultado:

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El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), en 1792, quien describió la estequiometría de la siguiente manera: La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa en la que los elementos químicos que están implicados

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La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa en la que los elementos químicos que están implicados.

También estudia la proporción de los distintos elementos en un compuesto químico y la composición de mezclas químicas de los componentes.

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La estequiometría es de gran importancia económica y ambiental para la industria, pues mediante su aplicación, los químicos realizan cálculos exactos para determinar las cantidades de reactivos (insumos), que se consumirán durante el proceso de elaboración u obtención de cierta cantidad de producto.

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A escala microscópica una reacción química se produce por la colisión de las partículas que intervienen ya sean moléculas, átomos o iones, aunque puede producirse también por el choque de algunos átomos o moléculas con otros tipos de partículas, tales como electrones o fotones.

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4g de H₂, reaccionan con 32g de O₂ para dar 36g de H₂O

2 moles de H₂, reaccionan con 1 mol de O₂ para dar 2 moles de H₂O

44,82 L de H₂, reaccionan con 22,41 L en O₂ en C.N.P.T. para dar 18 mL de H₂O.

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Cuando los reactivos de una reacción están en cantidades proporcionales a sus coeficientes estequiométricos se dice:

La mezcla es estequiométrica;

Los reactivos están en proporciones estequiométricas;

La reacción tiene lugar en condiciones estequiométricas;

Las tres expresiones tienen el mismo significado.

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Los cálculos estequiométricos se basan en las relaciones fijas de combinación que hay entre las sustancias en las reacciones químicas balanceadas. Estas relaciones están indicadas por los subíndices numéricos que aparecen en las fórmulas y por los coeficientes. Este tipo de cálculos es muy importante y se utilizan de manera rutinaria en el análisis químico y durante la producción de las sustancias químicas en la industria. Los cálculos estequiométricos requieren una unidad química que relacione las masas de los reactantes con las masas de los productos. Esta unidad química es el mol.

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La estequiometria la podemos usar por ejemplo cuando vamos al médico porque tenemos un dolor ocasionado por una infección, el doctor debe de sacar la cuenta de nuestro peso con los gramos que contiene el medicamento y sobre la base de esto sacar la medida exacta para saber cuántas pastillas o cuantos mililitros nos tenemos que tomar de dichos medicamentos. También sirve para la fabricación de médicos, ya que han de contener las cantidades EXACTAS de los distintos componentes.

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La definición teórica de mol es el número de átomos contenidos en 12 gramos de carbono, masa atómica del elemento. Es decir, un mol de carbono contiene 6,022 x 10 ²³ átomos. Este es el número de Avogadro. De aquí se extiende que el mol es la medida que expresa la cantidad de 6,022 x 10²³ unidades de una sustancia:

un mol de H₂O contiene 6,022 x 10²³ moléculas de agua;

un mol de huevos contiene 6,022 x 10²³ huevos;

un mol de aluminio contiene 6,022 x 10²³átomos del elemento.

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Son los números delante de las moléculas en una reacción que indican las proporciones de reactantes y de productos en una reacción química. Cuando delante de una fórmula no hay un número, se asume que es 1 (uno). Por ejemplo:

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Ley de Lavoisier o ley de conservación de la masa

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Ley de Lavoisier o ley de conservación de la masa

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En cualquier reacción química la masa total de los reactantes es igual a la masa total de los productos de la reacción. Es decir, el número de átomos en los reactantes es igual al número de átomos en los productos de reacción. Por ejemplo, en la reacción de formación de nitrógeno N₂ a partir de azida de sodio NaN₃:

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¿Cómo resolver problemas de estequiometría?