Estequiometría: cálculos y ejercicios resueltos

La estequiometría sirve para responder a preguntas como «¿cuántos gramos de producto obtengo?» o «¿cuánto reactivo necesito?». Todos los problemas siguen el mismo camino: pasar a moles, usar la reacción ajustada y volver a la unidad que te piden. Aquí lo tienes explicado con seis ejercicios resueltos.

Guía elaborada por Adrián González, ingeniero y profesor de Eureka Ciencias. Nivel: 4.º de ESO y Bachillerato.

1. Lo que necesitas saber antes de empezar

El mol es la unidad de cantidad de sustancia. Un mol contiene 6,022 · 10²³ partículas (el número de Avogadro).
La masa molar (g/mol) se calcula sumando las masas atómicas: H₂O = 2 · 1 + 16 = 18 g/mol.
Moles a partir de la masa: n = m / M.
Gases: PV = nRT, con R = 0,082 atm·L/(mol·K) y la temperatura en kelvin.
Disoluciones: molaridad M = n / V (volumen en litros).

2. El método en cuatro pasos

Escribe y ajusta la reacción. Sin reacción ajustada, todos los cálculos saldrán mal.
Pasa el dato a moles (desde gramos, volumen de gas o disolución).
Usa los coeficientes de la reacción para pasar de moles de una sustancia a moles de la otra.
Convierte los moles a la unidad que te piden.

Masas atómicas usadas en los ejercicios: H = 1, C = 12, O = 16, Ca = 40, Zn = 65,4.

3. Ejercicio básico: de gramos a gramos

¿Cuántos gramos de CO₂ se obtienen al quemar 32 g de metano?

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Masa molar del CH₄: 12 + 4 = 16 g/mol → n = 32 / 16 = 2 mol.
La relación es 1 mol de CH₄ : 1 mol de CO₂ → se forman 2 mol de CO₂.
Masa molar del CO₂: 12 + 32 = 44 g/mol → m = 2 · 44 = 88 g.

4. Reactivo limitante

Cuando te dan cantidades de dos reactivos, uno se acaba antes: es el reactivo limitante y es el que determina cuánto producto se forma.

Se hacen reaccionar 10 g de H₂ con 64 g de O₂. ¿Cuánta agua se forma y qué sobra?

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

Moles: H₂ = 10 / 2 = 5 mol; O₂ = 64 / 32 = 2 mol.
Para 5 mol de H₂ harían falta 2,5 mol de O₂, pero solo hay 2: el O₂ es el limitante.
Con 2 mol de O₂ se forman 4 mol de H₂O → 4 · 18 = 72 g de agua.
Se consumen 4 mol de H₂, así que sobra 1 mol (2 g) de H₂.

5. Rendimiento y pureza

Rendimiento = (cantidad obtenida / cantidad teórica) · 100. Pureza: si un mineral tiene un 80 % de riqueza, solo el 80 % de su masa reacciona.

Ejercicio: al descomponer 200 g de CaCO₃ se obtienen 100,8 g de CaO. ¿Cuál es el rendimiento?

CaCO₃ → CaO + CO₂

M(CaCO₃) = 100 g/mol → 2 mol → teóricamente 2 mol de CaO = 2 · 56 = 112 g. Rendimiento = 100,8 / 112 · 100 = 90 %.

Ejercicio: ¿cuánto CO₂ se obtiene de 50 g de un mármol con un 80 % de CaCO₃?

Masa pura: 50 · 0,80 = 40 g de CaCO₃ = 0,4 mol → 0,4 mol de CO₂ = 0,4 · 44 = 17,6 g.

6. Con gases y disoluciones

Reacción del cinc con ácido clorhídrico:

Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂

¿Qué volumen de H₂ se obtiene con 13,08 g de Zn a 27 ºC y 1 atm?

n(Zn) = 13,08 / 65,4 = 0,2 mol → 0,2 mol de H₂. T = 27 + 273 = 300 K.

V = nRT / P = 0,2 · 0,082 · 300 / 1 = 4,92 L.

¿Qué volumen de HCl 2 M hace falta para que reaccione todo ese cinc?

Por cada mol de Zn hacen falta 2 de HCl: 0,4 mol. V = n / M = 0,4 / 2 = 0,2 L = 200 mL.

7. Errores típicos

No ajustar la reacción antes de empezar.
Relacionar gramos directamente con gramos usando los coeficientes: los coeficientes relacionan moles, no masas.
Usar la temperatura en grados Celsius en PV = nRT.
Olvidar pasar los mililitros a litros en la molaridad.
Calcular el producto con el reactivo que sobra en lugar de con el limitante.

Más recursos: formulario de Química en PDF · ajuste redox paso a paso · formulación inorgánica · guía de la PAU de Química

Preguntas frecuentes

¿Qué es la estequiometría?

Es la parte de la química que calcula las cantidades de reactivos y productos de una reacción a partir de la ecuación química ajustada.

¿Cómo sé cuál es el reactivo limitante?

Pasa los dos reactivos a moles y calcula cuánto necesitarías de uno para que reaccione todo el otro. Si no hay suficiente, ese es el limitante.

¿En qué curso se estudia?

Se introduce en 4.º de ESO con el concepto de mol, se amplía en 1.º de Bachillerato con gases, disoluciones, reactivo limitante y rendimiento, y se usa en muchos problemas de 2.º de Bachillerato y de la PAU.