ESTEQUIOMETRÍA CON REACTIVO LIMITANTE

 
 

En todas las reacciones hay un reactivo que se consume por completo, quedando los demás en exceso. Es muy importante tener en cuenta que la cantidad de producto obtenido depende de la cantidad de reactivo limitante que haya reaccionado.

INDICE

- Qué es una reacción química

- Significado de las ecuaciones químicas

- Interpretación de las reacciones químicas

- Etapas en el cálculo estequiométrico

- Estequiometría másica

- Estequiometría con reactivo limitante

- Estequiometría con gases

- Rendimiento de las reacciones químicas

EJERCICIO

El titanio es un metal estratégico. Gracias a su ligereza, su dureza y su resistencia a la oxidación, es utilizado ampliamente en la industria química (reactores), en la industria aeronáutica o en implantes médicos (por ejemplo los dentales). El proceso de obtención de este metal es complejo. Si se parte del óxido de titanio (IV) (TiO2), primero se obtiene el cloruro de titanio (IV) (TiCl4) y, por último, se obtiene el metal. Este último proceso es caro, porque se hace con magnesio y a alta temperatura. El cloruro de titanio (IV) reacciona con magnesio fundido produciéndose titano y cloruro de magnesio.

Se desea saber qué cantidad de titanio se obtiene a partir de 1 kg de cloruro de titanio (IV) y 200 g de magnesio.
Datos: Masas molares (g/mol) Ti: 47,9 ; Mg: 24,3 ; Cl 35,5

Esquema

2.- Interpretación de la ecuación química

 

3.- Reactivo limitante

Si en el proceso químico intervienen más de una sustancia, una de ellas se consumirá antes que las demás. Este reactivo limitante condiciona la cantidad de producto obtenida. Los demás quedarán en exceso. En caso de que solo intervenga un reactivo, ese será el limitante.

4.- Estrategia de cálculo

Antes de hacer los cálculos tenemos que tener una estrategia para realizarlos. Habitualmente se obtendrá de la interpretación de la reacción química que hemos realizado en el paso 2. También es normal que haya que realizar cálculos auxiliares al principio y el final.

5.- Cálculo de incógnitas

En general se realizan aplicando factores de conversión

6.- Conclusión

A partir de 200 g de Mg se obtienen 197,1 g de Titanio. En el reactor permanecerán 218,5 g de TiCl4 sin reaccionar. Dados los elevados precios del magnesio en comparación con el resto de materias primas que se utilizan en el proceso, tiene sentido que este metal sea el reactivo limitante. Como es el reactivo más caro se debe consumir por completo.