Reactivo limitante

Estequiometria

Tema: Reactivo limitante

1- Si se hacen reaccionar bajo condiciones adecuadas 2 grs de Hg(NO3)2 con 2 grs de Na2S, de acuerdo a la siguiente reacción. PA:  Hg: 200,6 , Na: 23 , N:14 , O:16  uma 

Hg(NO3)2 + Na2S ------------> Hg + NaNO3  

a) Calcule cuantos grs de HgS se forman 

b) ¿Cuantos grs de reactivo en exceso quedan sin reaccionar? 

Desarrollo:

Siempre! , se debe balancear la ecuación 

Hg(NO3)2 + Na2S ------------> HgS + 2NaNO3  

Como nos piden los grs de HgS , calculamos el Peso atómico de cada uno de los reactantes. 

Na2S= 23 grs x 2 + 32 =  78 grs 

Hg(NO3)2=  200,6 x 1 + 14 x 2 +16 x 6 = 324,6 grs 

Ahora debemos realizar las relaciones estequiometricas para determinar el Reactivo limitante. 

78 grs de Na2S =  324,6 grs Hg(NO3)2

2 grs de Na2S                   x                   

Reaccionaran 8,32 grs de  Hg(NO3)2 . ¿Los tenemos? No solo disponemos de 2 grs 

Ahora lo hacemos con el Na2S 

324,6 grs Hg(NO3)2 = 78 grs de Na2S 

2 grs de Hg(NO3)2                x              

Reaccionaran 0.480 grs de Na2S. ¿Los tenemos? Si disponemos de 2 grs 

Por lo tanto: El reactivo limitante es el Hg(NO3)2 y exceso es Na2S 

Ahora con el limitante debemos hacer las relaciones de los productos para saber cuanto se formara. 

Antes calcular Gramos del HgS : 232,6 grs 

Evaluamos: 

                                                

324,6 grs Hg(NO3)2 = 232,6 grs de HgS

    2 grs Hg(NO3)2                    x                

a) Se formaran 1,433 grs de HgS

para sacar los grs que quedan de reactivo en exceso debemos solo realizar una resta 

grs de reactivo exceso - grs de reactivo exceso que reaccionaran

2 grs de Na2S  - 0,480 grs que reaccionaran Na2S 

b) los gramos de reactivo en exceso que quedan sin reaccionar son 1,52 grs de Na2S 

Nota: Si lo hacen con moles debería dar lo mismo.

2- La reacción entre hidrógeno y oxigeno produce agua. Si los volúmenes de ambos gases se miden en iguales condiciones de presión y temperatura (CNPT) 

a) El volumen de agua si se mezclan 20 Litros de Hidrógeno y 15 Litros de Oxigeno. 

Desarrollo: 

Para poder desarrollar debemos recordar que CNPT nos dice que a 0°C y 1 atm se tienen 22,4 Litros. 

Ahora debemos  Escribir la ecuación de formación del agua.

H2 + 1/2 O2 --------------> H2O 

Entonces ahora debemos realizar las relaciones estequiometricas que son (1:1/2) 

1 mol = 22,4 litros. 

1/2 mol = 11,2 litros.

22,4 litros de H2 = 11,2 litros de O2 

                     20 litros de H2                x                                   

          

Reaccionaran 10 litros de O2. ¿Los tenemos? Si disponemos de 15 litros. 

Ahora con el Hidrógeno 

11,2 litros de O2 = 22,4 litros de H2 

15 litros de O2                 x               

Reaccionaran 30 litros de H2. ¿Los tenemos? No solo disponemos de 20 litros. 

R: El reactivo limitante es el Hidrógeno y exceso el Oxigeno

Ahora utilizamos el reactivo limitante para saber cuantos litros de agua se formaran porque es el primero que se acaba al ocurrir la reacción. 

22,4 litros de H2 = 22,4 litros de H2O

20 litros de H2                       x              

A) Se producirán 20 litros de H20 

Ojo: Esta ultima relación no es necesaria, ya que es 1:1 entonces se formaran la misma cantidad de litros. 

Nota: Solo se puede hacer esto cuando te digan CNPT

3- Dada la siguiente reacción 

25 ml de hidracina (N2H4) de concentración 4 M  reacciona con 25 ml de KBrO3 de concentración 2 M  

a) Determina el reactivo limitante 

Desarrollo: 

Oxido-Reducción 

La reacción ocurre en medio ácido, lo primero que debemos hacer son las semirreacciones 

Partiremos con la Hidrocina lo primero que debemos darnos cuenta si el nitrógeno esta balanceado, en este caso si pero hay 4 hidrógenos que no tenemos en el Nitrógeno molecular (N2), por lo tanto le agregamos 4 protones a la Derecha. 

y en reacciones oxido-reducción deben quedar igualas las cargas a ambos lados como tenemos a la derecha +4 y a la izquierda neutro (0) a la derecha agregamos 4e. 

Ya balanceada comenzamos con el KBRO3 (ionico) 

En este caso el bromo y las cargas están balanceadas, pero no los oxígenos. entonces debemos agregar moléculas de agua (H2O) por cada oxigeno que falta , es decir, debemos agregar 3 H20 

Ya balanceados los oxígenos se nos desbalancea los hidrógenos por lo tanto agregamos 6 protones a la izquierda 

Ya tenemos balanceada la ecuación en especies , pero no en cargas por lo tanto debemos agregar 6e a la izquierda. 

ya balanceadas ambas ecuaciones queda: 

En este caso buscamos el reactivo limitante no necesitamos terminar la reacción redox si no solo saber la transferencia electronica 

al inicio del problemas nos decían que teníamos 25 ml de Hidracina de concentración 4 Molar. Con estos datos calculamos los moles de N2H4  

4 M x 0,025 litros = 0.1 moles de hidracina 

Ahora calculamos los moles de KBrO3 , teníamos 25 ml de concentración 2 Molar 

2 M x 0,025 litros = 0,05 moles de KBrO3 

Para calcular el reactivo limitante lo único que debemos hacer es sacar los equivalentes-gramos de cada especie y el que tenga la menor cantidad es el reactivo limitante. Recordamos 

Moles x A (electrones transferidos) = Equivalentes-gramos 

Dado nuestro redox la hidracina tiene una transferencia de 4 electrones y KBrO3 tiene una de 6 electrones 

Aplicamos la formula 

0,1 moles de hidracina x 4 = 0,4 Equivalente-gramos 

0,05 moles de KBrO3 x 6 = 0,3 Equivalentes-gramos 

El reactivo limitante es el KBrO3 

El ejercicio no lo pide, pero podemos calcular los gramos de reactivo en exceso y eso lo hacemos de la siguiente manera

Equivalentes-gramos Exceso - Equivalentes-gramos Limitante 

0,4 Equivalentes-gramos - 0,3 equivalentes-gramos 

0,1 Equivalente gramos de exceso 

Ahora utilizamos la Formula de : 

PE = grs / Equivalentes-gramos 

Calculamos el Peso equivalente que es 

PE = MM / A (carga) 

MM= N2H4 32 grs/mol 

PE= 32 grs/ mol / 4 

PE= 8 grs/Equivalente-gramos 

Ya ahora solo utilizamos la formula y multiplicamos el PE x los Equivalentes gramos 

8 grs/Equivalentes-gramos x 0,1 Equivalentes-gramos 

Quedan 0,8 gramos de reactivo en exceso.