Cómo resolver problemas de estequiometría: gramos, moles, razón, gramos
Publicado el 18/5/2026 · 7 min de lectura · Calculadoras del día a día
Lena Hoffmann — Redactora de Ciencia y Educación en OneKitly
Matemáticas · Física
Verificado con 2 fuentes
Todo problema de estequiometría sigue una sola hoja de ruta: gramos a moles, razón molar, moles a gramos. Equilibra primero la ecuación, porque sus coeficientes son la razón. Divide cada masa dada entre la masa molar de esa sustancia para obtener moles. Si se dan dos reactivos, divide los moles de cada uno entre su propio coeficiente — el cociente menor identifica el reactivo limitante, y él solo decide el resultado. Multiplica ese cociente por el coeficiente de la sustancia buscada y luego por su masa molar. Ejemplo resuelto: N2 + 3 H2 da 2 NH3, partiendo de 50,0 g de nitrógeno y 10,0 g de hidrógeno. Eso son 1,785 mol de N2 y 4,960 mol de H2; al dividir entre los coeficientes salen 1,785 y 1,653, así que limita el hidrógeno pese a haber cinco veces más nitrógeno en masa. El amoníaco producido es 2 × 1,653 = 3,307 mol, o sea 56,3 g teóricos. Si el matraz rinde en realidad 45,0 g, el rendimiento es del 79,9 % y quedan 3,68 g de nitrógeno sin reaccionar.
Todos los problemas del capítulo son los mismos cuatro movimientos. La razón molar es la bisagra, y es el paso que se pierde — resuelto aquí de principio a fin, con reactivo limitante y rendimiento.
La razón molar es todo el método
Una ecuación equilibrada cuenta partículas, no masa. Cuando escribes N2 + 3 H2 dando 2 NH3, el 3 significa tres moléculas de hidrógeno por cada molécula de nitrógeno — no dice nada de gramos, porque una molécula de hidrógeno pesa la catorceava parte de una de nitrógeno. Por eso los gramos no se comparan directamente y por eso el paso a moles no es una formalidad opcional: el mol es la única moneda en la que los coeficientes significan algo.
Colocar la razón del derecho es la segunda mitad del mismo paso. La regla es poner arriba la sustancia que quieres y abajo la que tienes, de modo que se cancele la unidad que abandonas. De moles de hidrógeno a moles de amoníaco el factor es 2 entre 3; al revés, 3 entre 2. Si tu respuesta sale muy mal por un factor entero pequeño, esta inversión es casi siempre la causa.
Reactivo limitante: divide entre el coeficiente, no compares moles sin más
El ejemplo está construido para exponer el error clásico. Hay 50,0 g de nitrógeno frente a solo 10,0 g de hidrógeno, y aun así no es el reactivo limitante. En moles la brecha parece aún mayor a favor del hidrógeno: 1,785 mol de N2 frente a 4,960 mol de H2. Quien se detiene en esa comparación concluye que limita el nitrógeno, y se equivoca.
El arreglo es comparar lo comparable dividiendo los moles de cada reactivo entre su propio coeficiente, lo que equivale a preguntar cuántos ciclos completos de reacción podría sostener cada uno por sí solo. El nitrógeno permite 1,785 ciclos, el hidrógeno solo 1,653, así que el hidrógeno se agota primero y fija el rendimiento en 56,3 g de amoníaco. El nitrógeno consumido son 1,653 mol, o 46,3 g, dejando 3,68 g en el matraz sin reaccionar. Ese sobrante forma parte genuina de la respuesta y suele ser lo que pide la segunda mitad del enunciado.
Rendimiento teórico, real y porcentual
El rendimiento teórico es lo que permite el reactivo limitante si la reacción se completa sin pérdidas. Sale únicamente del reactivo limitante; el reactivo en exceso jamás aparece en ese cálculo, y por eso identificar primero el limitante no es un rodeo. El rendimiento real es lo que pesas al final, y el rendimiento porcentual es el cociente de ambos por 100 — 45,0 entre 56,3, o sea 79,9 % en el ejemplo anterior.
Un rendimiento superior al 100 % no viola la conservación de la masa; es un mensaje sobre la muestra. La causa habitual es disolvente o agua residuales en un producto pesado antes de secar del todo, o una impureza arrastrada desde el tratamiento. Toma cualquier cifra por encima del 100 % como señal para secar y volver a pesar, no como resultado que informar — y anota el caso inverso: las pérdidas en filtración, trasvase y recristalización sitúan de forma rutinaria una buena química preparativa entre el 60 y el 90 % sin que nada haya fallado.
| Etapa | N2 | H2 | NH3 |
|---|---|---|---|
| Masa molar (g/mol) | 28,014 | 2,016 | 17,031 |
| Masa dada (g) | 50,0 | 10,0 | — |
| Moles (masa ÷ masa molar) | 1,785 | 4,960 | — |
| Moles ÷ coeficiente propio | 1,785 ÷ 1 = 1,785 | 4,960 ÷ 3 = 1,653 — limitante | — |
| Razón molar aplicada | 1,653 consumidos, quedan 3,68 g | 4,960 consumidos, no queda nada | 2 × 1,653 = 3,307 mol = 56,3 g |
| Rendimiento si se aíslan 45,0 g | — | — | 45,0 ÷ 56,3 = 79,9 % |
Preguntas frecuentes
- ¿De verdad hay que equilibrar la ecuación primero?
- Sí, sin excepción, porque los coeficientes son la razón y no hay otra fuente para ella. Una ecuación sin equilibrar sigue produciendo un número, y eso es lo que hace peligrosa la omisión: nada en el cálculo protesta. Escribir N2 + H2 dando NH3 y leer la razón como uno a uno desviaría el rendimiento de amoníaco en un factor dos, y la respuesta parecería del todo razonable.
- ¿Y si el problema me da litros de gas en vez de gramos?
- Entonces el volumen molar sustituye a la masa molar en el primer y el último paso: divide litros entre 22,414 para obtener moles, y multiplica moles por 22,414 para volver a litros. Comprueba qué convención usa tu curso, porque las condiciones normales tienen dos definiciones en circulación — la antigua, 0 grados Celsius a 1 atm, da 22,414 L/mol, mientras que la norma IUPAC actual, 0 grados Celsius a 100 kPa, da 22,711 L/mol. La herramienta de este sitio usa 22,414. Si las condiciones no son normales, deja el atajo y aplica directamente la ley de los gases ideales.
- ¿Cómo sé qué reactivo está en exceso sin hacer todo el cálculo?
- No lo sabes, y buscar atajos aquí es falsa economía. El único atajo legítimo es que basta con dividir los moles de cada reactivo entre su coeficiente — tres divisiones para tres reactivos, y gana el menor. Todo lo demás concierne solo al reactivo limitante, así que el trabajo hecho no se pierde: el mismo cociente que identificó al limitante es el número que multiplicarás por el coeficiente del producto en el paso siguiente.
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