Cálculos Estiquiométricos

Las distintas operaciones matemáticas que permiten calcular la cantidad de una sustancia que reacciona o se produce en una determinada reacción química reciben el nombre decálculos estequiométricos.

Una reacción se produce en condiciones estequiométricas cuando las cantidades de reactivos están en las proporciones idénticas a las de la ecuación química ajustada.

Como ejemplo, considera la reacción del aluminio con el oxígeno para formar óxido de aluminio, que se utiliza en los fuegos artificiales para conseguir chispas plateadas. La ecuación química ajustada es:

Esta ecuación puedes leerla a escala macroscópica: "cuando el aluminio reacciona con el oxígeno, cuatro moles de aluminio reaccionan con tres moles de dioxígeno para formar dos moles de óxido de aluminio".

La ecuación ajustada para esta reacción puedes usarla para establecer la relación molar(estequiométrica) que te permita convertir moles de aluminio en un número equivalente de moles de dioxígeno o en moles de óxido de aluminio.

Mediante esa relación estequiométrica podrás calcular la cantidad de producto o de reactivo, según te interese.

La fabricación de productos químicos es uno de los esfuerzos industriales más grandes del mundo. Las industrias químicas son la base de cualquier sociedad industrial. Dependemos de ellas respecto a productos que utilizamos a diario como gasolina y lubricantes de la industria del petróleo; alimentos y medicinas de la industria alimentaria; telas y ropa de las industrias textiles. Estas son sólo unos cuantos ejemplos pero casi todo lo que compramos diariamente se fabrica mediante algún proceso químico o al menos incluye el uso de productos químicos.

Por razones económicas los procesos químicos y la producción de sustancias químicas deben realizarse con el menor desperdicio posible, lo que se conoce como "optimización de procesos". Cuando se tiene una reacción química, el Químico se interesa en la cantidad de producto que puede formarse a partir de cantidades establecidas de reactivos. Esto también es importante en la mayoría de las aplicaciones de las reacciones, tanto en la investigación como en la industria.

En una reacción química siempre se conserva la masa, de ahí que una cantidad específica de reactivos al reaccionar, formará productos cuya masa será igual a la de los reactivos. Al químico le interesa entonces la relación que guardan entre sí las masas de los reactivos y los productos individualmente.

• Los cálculos que comprenden estas relaciones de masa se conocen como cálculos estequiométricos.

   La estequiometría es el concepto usado para designar a la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas de las sustancias y sus reacciones. En su origen etimológico, se compone de dos raíces , estequio que se refiere a las partes o elementos de los compuestos y metría, que dice sobre la medida de las masas.

Para obtener un buen resultado en la realización de un ejercicio de un cálculo estequiometricos se deben seguir los siguientes pasos:

• Por tanto, el primer paso para estudiar la estequiometría de una reacción es escribir correctamente tanto los reactivos como los productos del proceso total, especificando su estado físico (sólido, líquido, gas, disolución), su grado de pureza, y las condiciones ambientales (presión dentro del recipiente, temperatura, a veces grado de humedad, etc.).

• Un segundo paso es ajustar (balancear) químicamente la ecuación, tal como se ha expresado en apartados anteriores.

• Dentro de este algoritmo, el siguiente paso es tener en cuenta la pureza de las especies, para usar cantidades puras.

• Cuarto paso: Expresar los datos cuantitativos del problema propuesto en unidades químicas, es decir, en moles.

• La quinta etapa consiste en establecer una relación molar (mediante la ecuación química) y resolver la proporción (que en casi todos los casos será de tipo elemental).

• Por último, se convierte el número de moles calculado, a la unidad cuantitativa pedida en el problema (gramos, litros, etc.)

Podemos decir que este apartado de las ciencias químicas es de una importancia fundamental dentro del saber humano, puesto que es vital para la investigación y para la industria.