Estequiometría
La estequiometría es la información de las cantidades de los reactantes y productos en una reacción química para que quede balanceada. Esta se basa en que la cantidad de reactantes es igual a la de los productos y que los compuestos tienen una composición fija.
El elemento clave en la estequiometría son los coeficientes estequiométricos, unos números que aparecen delante de los reactantes y productos. Estos coeficientes son claves para igualar la cantidad de átomos entre los reactantes y productos.
Por ejemplo, en la reacción de descomposición del agua (H2O), se producen moléculas de hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) en forma de gas:
En este caso, el H2O y el H2 tienen un 2 como coeficiente estequiométrico, mientras el O2 tiene 1 como coeficiente, lo cual no es necesario escribir.
¿Qué significa esto? Que para igualar esta reacción química, tuvimos que añadir unos coeficientes para igualar la cantidad de hidrógenos, 4 en cada lado, y oxígeno, 2 en cada lado. En otras palabras, 2 moléculas de H2O se transforman en 2 moléculas de H2 y 1 molécula de O2.
La estequiometría está presente en la vida cotidiana. Cuando hacemos un pastel, tenemos que usar unas cantidades fijas de ingredientes (reactantes) para obtener un pastel (producto). Si utilizamos más polvo de hornear que harina, el resultado probablemente no será el deseado.
Para preparar un pastel de chocolate, debemos emplear unas cantidades fijas de harina, leche, chocolate, huevos y otros ingredientes. Esto es aplicar la estequiometría en nuestro día a día, y que se traduce de igual manera en las reacciones químicas.
La palabra "estequiometría" deriva del griego stoicheon (elemento) y metron (medida). Fue aplicada por Jeremias Benjamin Richter en 1792.
Vea también Reacción química y Ley de la conservación de la materia.
Cálculos estequiométricos
Los cálculos estequiométricos son la manera en que se ajustan los coeficientes estequiométricos para que una ecuación química esté balanceada. Existen varios métodos, siendo el método por tanteo y el método algebraico los más utilizados.
Cálculo estequiométrico para balancear una ecuación por tanteo
Este método se basa en ir probando paso a paso cuáles son los coeficientes estequiométricos correctos para balancear una ecuación química.
Por ejemplo, en la combustión de metano CH4 en presencia de oxígeno O2 (reactantes) se produce dióxido de carbono CO2 y agua H2O, como se muestra en la siguiente ecuación:
En primer lugar, revisamos cuántos átomos de cada elemento se encuentran a cada lado de la ecuación:
Podemos notar que el carbono está en la misma cantidad de cada lado de la ecuación, pero el oxígeno y el hidrógeno no. Tanteamos colocando un 2 como coeficiente delante del O2 en los reactantes y un 2 delante del H2O:
Ahora sí tenemos la misma cantidad de átomos en el lado izquierdo (reactantes) y el lado derecho (productos) de la ecuación química. Es decir, la ecuación está balanceada.
Cálculo estequiométrico por método algebraico
Este método utiliza la matemática para determinar los coeficientes estequiométricos. Para esto se asignan letras a cada coeficiente y se hace un sistema de ecuaciones. Aunque este proceso puede resultar algo más complejo, resulta útil para balancear reacciones con varios reactantes y productos.
Ejemplos de estequiometría
Ejemplo 1: formación del óxido de magnesio
La formación del óxido de magnesio es una de las reacciones químicas más sencillas. En esta reacción, los reactantes son el magnesio y una molécula de oxígeno, que juntos producen el óxido de magnesio.
Aquí hemos de tener en cuenta un detalle. El óxido de magnesio solo necesita un átomo de magnesio y otro de oxígeno para formarse. Sin embargo, como en la naturaleza el oxígeno se encuentra en forma molecular (O2), para igualar la reacción química es necesario colocar coeficientes.
En este caso, se necesitan 2 átomos de magnesio (Mg) que reaccionan con 1 molécula de oxígeno (O) para formar 2 óxidos de magnesio (MgO).
Ejemplo 2: reacción del amoniaco con el oxígeno
El amoniaco (NH3) puede reaccionar con el oxígeno (O2) para producir moléculas de nitrógeno (N2) y agua (H2O). La reacción sin balancear es la siguiente:
Como puedes ver, la cantidad de átomos de cada elemento es diferente en los reactantes y productos. Comencemos igualando los nitrógenos; para ello, añadimos 2 como coeficiente en el amoniaco.
Tenemos los nitrógenos igualados, pero no los hidrógenos y oxígenos. Proseguimos con los hidrógenos; como hay 6 en los reactantes y 2 en los productos, colocamos 3 como coeficiente en el agua.
Nos queda igualar los oxígenos. Como hay 2 oxígenos como reactantes y 3 como productos, una forma de igualar es colocar como coeficiente 1,5. Sin embargo, no se acostumbra a colocar decimales o números fraccionarios como coeficientes. En su lugar, podemos multiplicar todos los coeficientes por 2.
Ahora sí, tenemos la ecuación balanceada. Es decir, por cada 4 moléculas de amoniaco (NH3) y 3 de oxígeno (O2) se producen 2 moléculas de nitrógeno (N2) y 6 moléculas de agua (H2O).
Ejemplo 3: reacción del nitrato de bismuto con sulfuro de sodio
La reacción del nitrato de bismuto Bi(NO3)3 con sulfuro de sodio Na2S, produce sulfuro de bismuto y nitrato de sodio, como se muestra en la ecuación:
En esta ecuación, la relación estequiométrica establece que 2 moléculas de Bi(NO3)3 reaccionan con 3 moléculas de Na2S y se produce 1 molécula de Bi2S3 y 6 moléculas de NaNO3. Para hallar la ecuación balanceada, puedes emplear el mismo método del ejemplo anterior.
Vea también:
Referencias
Atkins, P., Jones, L., Laverman, L. (2016) Chemical Principles: the quest for insight. 7ed. W.H.Freeman. New York.
Szabadvary, F. (1962) The birth of stoichiometry. J.Chem.educ. 39:267-270
Cómo citar: Fernandes, Ana (30/10/2025). "Estequiometría". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/estequiometria/ Consultado:
