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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

51 

Balances de masa y energía 

por cada determinado número de g mol de ácido consumido. En forma similar, el segundo cociente 

estequiométrico indica que por cada 6 g mol de agua producidos se consumen 2 g mol de hidróxido 

de aluminio y se puede usar para calcular los g mol de agua que se producen al reaccionar un 

número dado de g mol de hidróxido

.

 

El equipo donde se lleva a cabo la reacción química se llama reactor químico. Si un reactor químico 

se  alimenta  con  reactivos  en  proporción  estequiométrica,  y  la  reacción  se  lleva  a  cabo 

completamente, todos los reactivos se consumen. Si uno de los reactivos se suministra en menor 

cantidad  a  la  estequiométrica  mientras  los  demás  se  suministran  en  las  cantidades 

estequiométricas, aquel se consume primero y se conoce como reactivo limitante y los otros se 

conocen como reactivos en excesoUn reactivo es limitante si está presente en menor cantidad  

que su proporción estequiométrica con respecto a cualquier otro reactivo. Si hay presentes n moles 

de un reactivo en exceso y su proporción estequiométrica corresponde a n

d

, se define la fracción 

en exceso como (n – n

d

)/n

d

Si en la reacción entre hidróxido de aluminio y ácido sulfúrico se hacen reaccionar 2 g mol de cada 

uno  de  los  reactantes,  el  ácido  sulfúrico  está  presente  en  menor  cantidad  que  su  proporción 

estequiométrica respecto al hidróxido pues 2 g mol de Al(OH)

3

 requieren 3 g mol de ácido. Por 

esto,  el  ácido  es  el  reactivo  limitante  en  este  caso  y  el  aluminio  el  reactivo  en  exceso. 

Estequiométricamente, 2 g mol de ácido requieren 4/3 g mol de hidróxido, cálculo que se hace 

utilizando  el  cociente  estequiométrico  entre  el  hidróxido  y  el  ácido.  Por  lo  tanto,  la  fracción  en 

exceso del hidróxido de aluminio es: 

Fracción en exceso = (2 g mol – 4/3 g mol)/(4/3 g mol) = 0,5 

Muchas reacciones químicas proceden lentamente. En estos casos, el reactor se diseña de manera 

que el reactivo límite no se consuma completamente y se diseña un proceso de separación para 

extraer el reactivo no consumido del producto. Se llama fracción de conversión (o conversión 

fraccionaria) al cociente: 

f = (moles consumidas)/ (moles suministradas). 

Si  de  los  2  gmol  alimentados  de  ácido  sulfúrico  en  la  reacción  con  hidróxido  de  aluminio,  se 

consumen 1,7 gmol, la fracción de conversión del ácido es 0,85 

Algunas reacciones son irreversibles, es decir, la reacción se lleva a cabo en una dirección (de 

reactivos a productos) y la concentración del reactivo limitante se aproxima a cero. La composición 



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