Ciencia y espacio
Reacciones químicas · 1.º de Bachillerato
Cálculos químicos: mol, disoluciones y estequiometría
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Objetivo
Al terminar sabrás manejar el concepto de mol, expresar la concentración de una disolución y resolver problemas estequiométricos con reactivo limitante y rendimiento.
En pocas palabras (lectura fácil)
Para madres, padres y tutores (1 minuto)
Explicación
El mol es la unidad de cantidad de sustancia del SI: contiene exactamente N_A = 6,022 · 10^23 entidades elementales (átomos, moléculas, iones…). La masa molar M (g/mol) coincide numéricamente con la masa atómica o molecular relativa, así que n = m / M. Por ejemplo, M(H2O) = 2 · 1 + 16 = 18 g/mol.
Para los gases ideales se cumple p · V = n · R · T, con R = 0,082 atm·L/(mol·K) = 8,31 J/(mol·K) y la temperatura siempre en kelvin. En condiciones normales (0 °C y 1 atm), un mol de cualquier gas ideal ocupa 22,4 L.
Una disolución se describe por su concentración. La más usada es la molaridad: M = n(soluto) / V(disolución en L), en mol/L. También se emplean el porcentaje en masa, la concentración en g/L y la fracción molar. Al diluir, la cantidad de soluto no cambia: M1 · V1 = M2 · V2.
La composición centesimal permite obtener la fórmula empírica (proporción mínima de átomos): se divide cada porcentaje entre la masa atómica y se buscan los números enteros más sencillos. Con la masa molar se pasa a la fórmula molecular, que es un múltiplo entero de la empírica.
En una reacción ajustada, los coeficientes estequiométricos indican la proporción en moles. El reactivo limitante es el que se agota primero y fija la cantidad máxima de producto (rendimiento teórico). El rendimiento real se expresa como (cantidad obtenida / cantidad teórica) · 100.
Idea clave: En química se cuenta en moles: pasa siempre de gramos, litros o mol/L a moles, usa los coeficientes de la ecuación ajustada y vuelve a la unidad que te piden.
Ejemplo resuelto: Se hacen reaccionar 13,08 g de cinc con ácido clorhídrico 2 M en exceso: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2. ¿Qué volumen de H2 se obtiene a 0 °C y 1 atm y qué volumen mínimo de ácido se necesita? M(Zn) = 65,4 g/mol.
- Paso 1 Pasamos a moles: n(Zn) = 13,08 / 65,4 = 0,200 mol.
- Paso 2 Proporción de la ecuación ajustada: 1 mol Zn produce 1 mol H2, así que n(H2) = 0,200 mol.
- Paso 3 Volumen de H2 en condiciones normales: V = 0,200 · 22,4 = 4,48 L (también con p · V = n · R · T: 0,200 · 0,082 · 273 / 1 = 4,48 L).
- Paso 4 Ácido necesario: 1 mol Zn reacciona con 2 mol HCl, n(HCl) = 0,400 mol.
- Paso 5 Volumen de disolución: V = n / M = 0,400 / 2 = 0,200 L = 200 mL.
Resultado: Se obtienen 4,48 L de H2 y hacen falta, como mínimo, 200 mL de HCl 2 M.
Resumen
- n = m / M y un mol contiene 6,022 · 10^23 entidades.
- Gases ideales: p · V = n · R · T, con T en kelvin.
- Molaridad = moles de soluto / litros de disolución; al diluir, M1 · V1 = M2 · V2.
- La fórmula molecular es un múltiplo entero de la empírica.
- El reactivo limitante determina el rendimiento teórico; el rendimiento real se da en porcentaje.
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Estado curricular: Currículo general LOMLOE · Competencias: CE1. Comprensión de fenómenos científicos · CE2. Resolución de problemas · CE3. Uso del lenguaje matemático y de las unidades · CE4. Trabajo experimental y seguridad en el laboratorio · Referencia: RD 243/2022 · Revisado el 27/10/2026