Acerca de este experimento
Elige las cantidades de moléculas de hidrógeno y oxígeno y hazlas reaccionar en lotes, uno a la vez. Cada lote consume dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno para formar dos moléculas de agua. Las moléculas consumidas se desvanecen en el fondo mientras aparecen los productos, de modo que el reactivo en exceso y el rendimiento teórico quedan visibles sin ocultar las partículas sobrantes.
Objetivos de aprendizaje
- Determina el reactivo limitante usando los coeficientes estequiométricos ajustados
- Predice la cantidad teórica de producto y los reactivos sobrantes
- Verifica la conservación de los átomos, no la conservación de la cantidad de moléculas
- Explica la diferencia entre el reactivo limitante y el reactivo en exceso.
Cómo usarlo
- 1Con 12 moléculas de hidrógeno y 8 de oxígeno, predice qué reactivo limita el rendimiento antes de iniciar la reacción.
- 2Avanza un lote y cuenta la disminución de cada reactivo y el aumento del agua.
- 3Haz reaccionar todos los lotes disponibles y compara el agua formada con el rendimiento teórico.
- 4Prueba primero la configuración de proporción exacta y luego una cantidad impar de moléculas de hidrógeno, como 13. Explica por qué sobra hidrógeno.
- 5Configura 6 moléculas de hidrógeno y 10 de oxígeno. Predice cuánta agua se formará y qué reactivo sobrará; después, haz que reaccionen todas para comprobarlo.
El modelo
Supuestos
- El número de partículas es entero. Una tanda completa requiere exactamente dos moléculas de H₂ y una molécula de O₂.
- Todas las tandas completas disponibles reaccionan con un rendimiento del modelo del 100 %. Se omiten las reacciones secundarias, el equilibrio, la energía de activación y las velocidades reales de reacción.
- La duración de la animación se ha elegido con fines didácticos y no representa una velocidad química. Los dibujos moleculares son esquemáticos, incluidos los ángulos de enlace.
- El modelo cuenta moléculas y átomos, no un volumen de gas medido ni la masa de una muestra. Los coeficientes también pueden interpretarse por separado como proporciones molares.
Pruébalo en clase
- Q1¿Por qué puede quedar oxígeno cuando el hidrógeno es el reactivo limitante?
- Q2Con 13 moléculas de hidrógeno y 8 de oxígeno, ¿por qué el rendimiento teórico de agua es 12 y no 13?
- Q3¿Cuántos átomos de hidrógeno y oxígeno hay antes y después de una tanda de reacción completa?
- Q4En el motor de un automóvil, ¿qué reactivo suele estar en exceso: el combustible o el oxígeno? ¿Qué ocurre si es al revés?
- Q5Amplía la reacción a moles: 4 mol de H₂ reaccionan con 3 mol de O₂. ¿Cuántos moles de agua se forman y qué sobra?
Preguntas frecuentes
¿Por qué cambia el número de moléculas aunque la materia se conserve?
Los átomos se reorganizan en moléculas diferentes. Un lote comienza con tres moléculas y termina con dos, pero sigue conteniendo cuatro átomos de hidrógeno y dos de oxígeno.
¿Cuál es la diferencia entre el rendimiento teórico y el rendimiento real?
El rendimiento teórico es el máximo permitido por los reactivos suministrados y la ecuación balanceada. El rendimiento medido real puede ser menor. Este modelo supone que cada lote completo disponible reacciona correctamente.
¿Es siempre el reactivo que tiene menos moléculas el reactivo limitante?
No. Debes comparar las cantidades con los coeficientes de la ecuación ajustada. En este caso, el hidrógeno se agota primero siempre que haya menos del doble de moléculas de hidrógeno que de moléculas de oxígeno, incluso si en total hay más moléculas de hidrógeno.