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Reactivo limitante y rendimiento porcentual – estequiometría con partículas

QuímicaReacciones y redoxEdades 15–16

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Elige una reacción (2H₂ + O₂ → 2H₂O, N₂ + 3H₂ → 2NH₃, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, Fe + S → FeS), fija las cantidades de los dos reactivos en partículas, moles o gramos y hazla reaccionar. El dibujo de partículas muestra qué reactivo se agota y cuál sobra, y la tabla de moles y masas da el exceso, el rendimiento teórico y el rendimiento porcentual cuando escribes el rendimiento real.

Lección: Cálculos estequiométricos: reactivo limitante, reactivo en exceso y rendimiento porcentual

Qué muestra

Los reactivos siempre se combinan en la proporción molar fija que da la ecuación ajustada. Divide la cantidad de cada reactivo en moles (o partículas) entre su coeficiente: el resultado menor señala el reactivo limitante, que se agota primero y decide cuánto producto se forma, mientras que el otro reactivo queda en exceso. La simulación lo muestra de dos formas: partículas que se juntan en grupos y una tabla de moles y masas. Comparar el rendimiento real con el teórico da el rendimiento porcentual. El modelo supone que cada reacción es completa y sin reacciones secundarias.

Cómo usarla

Elige una Reacción y una Unidad y arrastra los dos deslizadores para fijar las cantidades iniciales. Pulsa Reaccionar (o toca el recuadro de partículas) y observa qué reactivo se agota; Reiniciar devuelve los reactivos. Lee la tabla fila por fila. Escribe un valor en la casilla «obtenido (real)» para ver el rendimiento porcentual y comprueba que la masa total se conserva.

Parámetros que puedes cambiar

  • Reacción 2H₂ + O₂ → 2H₂O, N₂ + 3H₂ → 2NH₃, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, Fe + S → FeS
  • Unidad de cantidad Partículas, Moles, Masa (g)
  • Cantidad del primer reactivo (en la unidad elegida) 0–100
  • Cantidad del segundo reactivo (en la unidad elegida) 0–100
  • Rendimiento real del producto (en la unidad elegida, 0 = sin dato) 0–1000

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué, al mezclar 4 g de H₂ con 16 g de O₂, se agota primero el O₂ aunque haya menos masa de H₂?
  2. ¿Cuántos moles de H₂ reaccionan exactamente con 2 mol de N₂ en N₂ + 3H₂ → 2NH₃?
  3. ¿Por qué el rendimiento real del amoníaco en la industria es mucho menor que el teórico?

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