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CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS SENCILLOS - Contenido educativo
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Bien chicos, voy a explicaros los cálculos estequiométricos, para ello lo que os voy a hacer es como un esquema general de que tengo que tener en cuenta en todos los problemas, evidentemente cambiarán pero el esquema general siempre va a ser el mismo.
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siempre vais a tener que sacar los moles de lo que os den como dato, sea reactivo o sea producto
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evidentemente si es sólido pues tendréis en cuenta la masa en gramos y la masa molar
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si está en disolución tendréis en cuenta la molaridad
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y si es un gas tendréis en cuenta la ecuación de los gases ideales
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después relacionaréis lo que tenéis en moles con lo que os pidan en moles
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y finalmente lo que os piden lo expresaréis de la forma adecuada
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si es un sólido pues normalmente en gramos
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si es una disolución pues a veces os dicen
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¿cuántos mililitros de concentración tal necesitaré?
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pues lo expresaréis en volumen normalmente
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y si es un gas lo expresaréis normalmente el volumen del gas
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que vais a obtener en unas condiciones de presión y de temperatura
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todas estas partes se van a convertir realmente en factores de conversión, ¿vale?
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Bien, para que veáis cómo se aplica esto vamos a hacer un problema
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y entonces el problema dice lo siguiente, voy a ampliarlo un poquito para que lo veamos
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ya os dice que la hidracina se utiliza como combustible de muchos cohetes
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debido a la gran cantidad de energía que emite al reaccionar con oxígeno molecular
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en la reacción se forma nitrógeno molecular y vapor de agua
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y en el depósito de combustible de un cohete se ponen 20 kilos de hidracina
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y que bueno con eso que escribamos y ajustamos la reacción
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que indiquemos qué cantidad de oxígeno en kilos se deberá transportar el cohete
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para garantizar el consumo de toda la hidracina
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y después que teniendo en cuenta los que ponemos 20 kilos de hidracina
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qué volumen de nitrógeno se obtiene en condiciones normales de presión y de temperatura
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¿Vale? Bien, evidentemente el primer apartado, que es el apartado A, es la reacción en la que la hidracina reacciona con el oxígeno molecular y se forma nitrógeno y se forma agua.
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Estado físico, todos están en estado gas, ¿vale?
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Hasta el agua, porque está en estado de vapor, ¿vale?
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Si ajustamos la reacción, el agua necesita llevar delante un 2 de coeficientes de kilométrico, ¿vale?
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Bien, con esa parte sé que no hay ningún problema, pero vamos con el B
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En el B me dicen que yo en un cohete estoy poniendo 20 kilos de esto
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Y yo lo que os pregunto es que qué cantidad de oxígeno, o sea, qué cantidad en kilos, qué masa en kilos de oxígeno tengo que poner en ese avión para que se consuma toda la hidracina, ¿no?
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Bien, tenemos que seguir el esquema que os he puesto antes, sacar lo que me dan, relacionarlo con lo que me piden y expresarlo de la forma que me interesa, ¿no?
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Entonces, vamos a poner lo primero antes que empezar a hacer los factores, sacar las masas molares de lo que yo tengo.
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Si sacamos la de la hidracina es 32 gramos mol y si sacamos la del oxígeno también es 32, ¿de acuerdo?
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Faltarían los datos de las masas molares de los átomos, ¿vale?
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Nitrógeno creo que es 14
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Y la del oxígeno es 16
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Y la del hidrógeno es 1
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Bien
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Ahora bien
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Vamos a ponernos con la transformación
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Yo los 20 kilos los paso a gramos
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Yo tengo 20.000 gramos de hidracina
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Primer fase, pues pasarlo a los moles
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Calcular los moles que yo tengo
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Entonces yo sé que un mol de hidracina son 32 gramos de hidracina
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Entonces, esta sería la primera etapa
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¿Vale? Primera etapa
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Sacar los moles que tengo
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Segunda parte, pues relacionarlo con lo que me piden
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¿Qué me piden? Me piden el oxígeno
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Pues yo lo que veo es que un mol de hidracina reacciona con un mol de oxígeno
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¿Vale?
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Entonces simplemente que un mol de hidracina reacciona con un mol de oxígeno
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Y entonces ya tenemos oxígeno, o sea, ya estoy teniendo lo que me están pidiendo, pero en moles
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Y ahora, tercera parte, expresarlo en la forma que me piden
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Pues un mol de oxígeno, son 32 gramos de oxígeno
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pero no me dicen que lo exprese en gramos, me dicen que lo exprese en kilogramos
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pues mil gramos de oxígeno abajo son un kilogramo
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entonces si nosotros hacemos estos dos últimos factores
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sabéis que se refieren a lo que me están pidiendo expresarlo de la manera adecuada
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pues para ello simplemente hacemos la operación
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me queda 20.000 por 32 entre 32 y por 1000
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y esto me queda 20 kilos de oxígeno
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que es lo que necesito quemar en ese motor del cohete
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para quemar toda la hidracina
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vale, este sería el apartado B
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vamos con el C
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En el C lo que voy a hacer es copiar otra vez la reacción para que veáis de una manera más clara como se hace
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Copio toda la reacción N2 más 2 de agua y hemos dicho que son todos gases
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y ahora en el C me dice que calcule el volumen de nitrógeno que se obtiene en condiciones normales de presión y de temperatura
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bueno, las condiciones normales, os recuerdo, sabéis que hacen referencia a una presión de una atmósfera
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y a una temperatura de 0 grados centígrados que son 273 Kelvin, ¿de acuerdo?
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Entonces, teniendo en cuenta esas condiciones normales, me están pidiendo el volumen de nitrógeno, que es un gas, y yo inicialmente sé que tengo 20 kilos de hidracina, que es el reactivo.
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es decir, en este caso me dan reactivo, me piden producto
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el proceso va a ser básicamente el mismo
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¿de acuerdo? o sea, va a ser lo mismo, o sea, sacar primero los moles que tengo
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y esta parte es igual que la de antes
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un mol de N2O4 son 32 gramos de N2H4
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Pero ahora, en la segunda parte, que es esta
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¿Os acordáis?
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Estará sacar lo que yo tengo
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Lo que tengo, sí
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Esto es lo que yo tengo
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Ahora, yo tengo que relacionarlo con lo que me piden
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Pero ahora no me piden el oxígeno, me piden el nitrógeno
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Entonces yo sé que un mol de nitrógeno
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Perdón, un mol de N2H4
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Aquí también he puesto 4, perdón, es H4, es hidracina
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me va a formar un mol de nitrógeno
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y entonces ahora en lugar de seguir con factor de conversión
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aunque podríamos hacer el factor de un mol de un gas en condiciones normales
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son 22,4 litros siempre
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pero bueno, ahora esto es sacar la relación con lo que me piden
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entonces sacaríamos los moles que se me van a formar de nitrógeno
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Que si vosotros sacáis esos moles, sería hacer simplemente 20.000 entre 32, y eso os da 625 moles de nitrógeno, ¿vale?
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Es decir, tenéis los moles de nitrógeno, pero falta una parte, falta expresarlo en las unidades que me piden.
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¿Qué me piden? Me piden el volumen y me lo piden en condiciones normales.
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Entonces, como el N2 es un gas, utilizo ecuación P por V nRT.
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¿Qué ocurre? Que tengo que sacar el volumen.
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Pues volumen es nRT partido por P, en este caso n, lo vemos aquí n, son los 625 moles, la constante R sabéis que es 0082, la temperatura son 0 grados que hemos dicho que son 273 y la presión hemos dicho que es 1 atmósfera, ¿vale?
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Y entonces, si calculamos ese volumen, os da aproximadamente 14.000 litros de nitrógeno,
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que son los que se os van a producir en la combustión de los 20 kilos de hidracina, ¿de acuerdo?
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Pues de esta manera se haría un problema que como veis que tiene parte muy sencillita de masas y también tiene parte de gases, ¿de acuerdo?
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Pues venga, ahora lo siguiente es que hagáis los ejercicios que os voy a proponer.
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- Autor/es:
- Laura Garcia Garcia
- Subido por:
- Laura G.
- Licencia:
- Reconocimiento
- Visualizaciones:
- 96
- Fecha:
- 28 de febrero de 2021 - 16:00
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ISIDRA DE GUZMAN
- Duración:
- 11′ 26″
- Relación de aspecto:
- 1.91:1
- Resolución:
- 1024x536 píxeles
- Tamaño:
- 29.06 MBytes