Calculadora de estequiometría

Escribe la reacción (se balancea sola) y las cantidades de los reactivos en gramos, moles o litros de gas: obtienes el reactivo limitante, los moles y gramos de cada producto, lo que sobra del reactivo en exceso y, si das la masa obtenida, el rendimiento porcentual. El limitante se halla por la relación molar y por el producto formado, y los productos por factores de conversión.

Qué puedes hacer

Reactivo limitante por dos métodos.
Factores de conversión de gramos a moles a gramos.
Gases con la ecuación de los gases ideales.
Tabla de cantidades iniciales, que reaccionan y finales.

Fuentes

Masas atómicas, energías de ionización, puntos de fusión y nombres de Wikidata, datos de dominio público (CC0 1.0), revisados uno a uno por Simuveliq. Las masas atómicas son las estándar de IUPAC.

Guía: estequiometría y reactivo limitante

La estequiometría responde a preguntas como «¿cuánto producto obtengo con estos reactivos?» o «¿cuánto reactivo necesito?». Se basa en una idea simple: los coeficientes de la ecuación balanceada dicen en qué proporción de moles reaccionan y se forman las sustancias. Esta guía explica el método y resuelve un problema de reactivo limitante completo.

El método en tres pasos

Balancear la ecuación. Sin coeficientes correctos todo lo demás sale mal. La calculadora balancea la ecuación sola.
Pasar las cantidades a moles. Masa: n = m/M. Disolución: n = c·V. Gas ideal: n = PV/(RT).
Usar la relación molar de los coeficientes para pasar de una sustancia a otra y, al final, volver a gramos, litros o lo que pida el problema.

Escrito como cadena de factores de conversión, para obtener la masa de un producto P a partir de la masa de un reactivo R:

m_P = m_R × (1 mol R / M_R) × (ν_P mol P / ν_R mol R) × (M_P / 1 mol P)

Reactivo limitante y reactivo en exceso

Cuando se dan las cantidades de dos o más reactivos, casi nunca están en la proporción exacta de la ecuación: uno se acaba primero (el limitante) y fija cuánto producto se forma; del otro sobra una parte (el reactivo en exceso). Hay dos formas equivalentes de encontrarlo:

Relación molar: se divide los moles de cada reactivo entre su coeficiente; el menor cociente corresponde al limitante.
Producto formado: se calcula cuánto producto daría cada reactivo si se gastara completo; el que da menos es el limitante.

Un error típico es elegir como limitante el reactivo del que hay menos gramos, o menos moles, sin tener en cuenta los coeficientes.

Ejemplo resuelto: zinc y ácido clorhídrico

Se hacen reaccionar 10.0 g de Zn con 10.0 g de HCl. ¿Qué reactivo limita, cuánto ZnCl₂ se forma y cuánto sobra del otro reactivo?

Ecuación balanceada: Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂.
Moles: Zn: 10.0/65.38 = 0.1530 mol. HCl: 10.0/36.458 = 0.2743 mol.
Limitante: Zn: 0.1530/1 = 0.1530; HCl: 0.2743/2 = 0.1371. El menor es el del HCl: el HCl es el limitante, aunque haya más moles de HCl que de Zn.
Producto: se forman 0.1371 mol de ZnCl₂ × 136.28 g/mol = 18.69 g, y 0.1371 mol de H₂ × 2.016 g/mol = 0.2765 g.
Exceso: reaccionan 0.1371 mol de Zn; sobran 0.1530 − 0.1371 = 0.0158 mol = 1.034 g de Zn.

Son los mismos valores que da la calculadora con esos datos, que además muestra los dos métodos para hallar el limitante.

Rendimiento porcentual

El rendimiento teórico es la cantidad de producto que predice la estequiometría (18.69 g en el ejemplo). En el laboratorio se obtiene menos, por reacciones incompletas, reacciones secundarias o pérdidas al separar el producto. El rendimiento porcentual es

rendimiento (%) = 100 × rendimiento real / rendimiento teórico

Si en el ejemplo se recuperaran 15.0 g de ZnCl₂, el rendimiento sería 100 × 15.0/18.69 ≈ 80.3 %.

Cómo usar la calculadora

Escribe la ecuación sin coeficientes, por ejemplo Zn + HCl -> ZnCl2 + H2; se balancea sola.
Escribe la cantidad de uno o más reactivos y elige su unidad. Con un solo dato se supone que los demás están en exceso; con varios, se busca el limitante.
Si lo tienes, escribe el rendimiento real para obtener el rendimiento porcentual.
Lee la tabla de cantidades (inicial, reacciona, final) y el paso a paso; la resolución detallada en PDF tiene el desarrollo completo.

Los gases se tratan como ideales (PV = nRT, con R = 0.082057 L·atm/(mol·K)).

Errores frecuentes

Usar gramos en la relación molar. Los coeficientes relacionan moles, no masas.
Elegir el limitante por la menor cantidad sin dividir entre el coeficiente.
Partir de una ecuación sin balancear.
Calcular el producto con el reactivo en exceso en lugar de con el limitante.

Para profundizar

R. Chang y K. A. Goldsby, Química (McGraw-Hill); T. L. Brown, H. E. LeMay, B. E. Bursten y otros, Química: la ciencia central (Pearson). Simuveliq no está afiliado a estos autores ni editoriales.

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