Masa molar y estequiometría
Escribe una fórmula para ver su masa molar y su composición, o una reacción para ajustarla y calcular el reactivo limitante, lo que se forma y lo que sobra.
Fórmula
Paréntesis y corchetes, hidratos con · (o * o .), estados como (aq) o (g) y cargas con o sin ^: SO4^2-, SO42-, Fe3+, NO3-. Las mayúsculas importan: Co es cobalto y CO, monóxido de carbono.
Conversor de cantidades
NA = 6,022·1023 mol−1. En condiciones normales (0 °C y 1 atm) el volumen molar es 22,4 L/mol; en otras, Vm = RT/P con R = 0,082 atm·L/(mol·K).
Reacción
Separa las especies con + y los dos lados con ->, = o ⇌. No hace falta poner coeficientes: se ajusta sola. Se admiten estados (g), (aq)…, iones como MnO4- o Fe^2+ y electrones (e-) para las semirreacciones.
En cada reactivo: g (con su pureza en %, si no es puro), mol, L de gas o mL de una disolución (con su molaridad).
Desarrollo
Datos
Cada elemento con su símbolo y su porcentaje o sus gramos, separados por punto y coma. En la combustión, el C sale del CO2, el H del H2O y el O por diferencia.
Desarrollo
Masa molar
La masa molar M de una sustancia es la masa de un mol de sus partículas, en g/mol. Se obtiene sumando las masas atómicas de todos los átomos de la fórmula: para el agua, M(H2O) = 2 · 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol. La composición centesimal es el porcentaje de la masa que aporta cada elemento.
Ajuste de reacciones
Ajustar una reacción es buscar los coeficientes que conservan el número de átomos de cada elemento (y la carga, si hay iones). Cada elemento da una ecuación lineal; los coeficientes son la solución entera más pequeña.
Reactivo limitante y rendimiento
- Pasa cada cantidad a moles: n = m / M, o n = V / 22,4 para un gas en condiciones normales.
- Divide los moles de cada reactivo entre su coeficiente. El menor cociente marca el reactivo limitante: se gasta entero y decide cuánto producto se forma.
- Los moles de producto salen de la proporción de coeficientes con el limitante. Si el rendimiento no es del 100 %, se multiplica por él.
- Del resto de reactivos sobra lo que no reacciona: el reactivo en exceso.
Si un reactivo no es puro, solo cuenta su riqueza: de 10 g al 90 % reaccionan 9 g. Si está en disolución, n = M · V. Un gas que no está en condiciones normales ocupa V = nRT/P, con R = 0,082 atm·L/(mol·K). Si se sabe cuánto producto se ha obtenido de verdad, el rendimiento es la masa real entre la teórica, por 100.
Fórmula empírica y molecular
- Pasa la composición a gramos (con 100 g de compuesto, cada % son gramos) y los gramos a moles de cada elemento.
- Divide todos entre el menor. Si alguno no sale entero (1,5; 1,33; 1,25…), multiplica todos por 2, 3 o 4.
- Esos números son los subíndices de la fórmula empírica. La molecular es un múltiplo suyo: n = M / Mempírica.
- En un análisis por combustión todo el carbono acaba en CO2 y todo el hidrógeno en H2O; el oxígeno es lo que falta hasta la masa de la muestra.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la masa molar y los moles de una sustancia?
La masa molar es la suma de las masas atómicas de la fórmula, y n = m/M. Para H₂O, M = 2 · 1,008 + 16,00 = 18,02 g/mol, y 36 g son 36 / 18,02 ≈ 2 mol.
¿Cómo se halla el reactivo limitante?
Se divide el número de moles de cada reactivo por su coeficiente estequiométrico y el menor cociente señala el limitante. En 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O con 3 mol de H₂ y 2 mol de O₂: 3/2 = 1,5 y 2/1 = 2, así que el limitante es H₂ y salen 3 mol de agua. El rendimiento es lo obtenido dividido por lo teórico, por 100.