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3.2.4: Comida - ¡A cocinar! - Química LibreTexts
3.2.4: Comida - ¡A cocinar!
Ejemplos cotidianos usando cálculos químicos
¿Qué hacer
y
tener que ver conquímica?
A menudo usamos un cálculo de estequiometría en la vida cotidiana sin siquiera darnos cuenta, ¡especialmente mientras
cocinamos, preparamos una lista de compras o construimos algo!
Tú: "¿Estequiometría? ¿Qué es eso?"
Yo: "Está usando conversiones de unidades para responder una pregunta".
Tú: "Oh, ¿eso es todo? Además de no poder pronunciar la palabra muy bien, pensé que era algún tipo de cálculo
aterrador".
Yo: "Lo creas o no, ya has estado haciendo este tipo de cálculos durante mucho tiempo. ¡Son solo un montón de
conversiones de unidades!"
El propósito de esta página es ayudarlo a identificar los cálculos que ya usa en su vida diaria y que probablemente ni
siquiera se dé cuenta de que los está haciendo.
Luego, una vez que reconozca que, de hecho, está utilizando los mismos cálculos en su vida cotidiana que en
estequímicaPor supuesto, esperamos que esta página lo ayude a relacionar lo que está "pensando" con lo que parece
cuando lo escribe como una ecuación matemática.
Lo que cuesta acostumbrarse es cómo podemos relacionar lo que usamos todos los días con algo que estamos aprendiendo.
Lea estos primeros tres ejemplos para tener una idea de cómo usamos estos cálculos en nuestra vida diaria. Luego pase a
los ejemplos 4 y 5 para ver cómo relacionamos estos cálculos cotidianos conquímica.
Si se queda perplejo con los Ejemplos 4 y 5, vuelva a los Ejemplos 1, 2 y 3. Tenga en cuenta que usará EXACTAMENTE el
mismo cálculo, solo está reemplazando palabras como "huevos, jamón, queso y galletas", con nombres químicos o
fórmulas químicas. Si se confunde, trate de reemplazar las palabras de unquímicaproblema con palabras más familiares y
vea si eso le ayuda a aprender estos cálculos químicos. Por ejemplo, puede reemplazar NH 3 con la palabra "huevo" para
sentirse más cómodo.
 Ejemplo3.2.4.1:
Quiero invitar a amigos a almorzar el sábado y hacer sándwiches de queso a la parrilla que requieran dos rebanadas
de pan y una rebanada de queso. Abro el refrigerador para encontrar que tengo 5 rebanadas de queso. Miro en la
panera y encuentro que tengo 10 rebanadas de pan.
¿Cuántos sándwiches puedo hacer?
Respuesta
Estos tres pasos son los primeros pasos para resolver este tipo de preguntas, enquímica, se llama un problema de
"estequiometría".
Paso 1) Escriba la receta, también conocida como ecuación
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+
→
2 rebanadas de pan + 1 rebanada de queso → 1 sándwich de queso a la parrilla
Paso 2) Encuentre la cantidad (moles) e identifique conversiones de unidades útiles y/o relaciones molares
Lo que sabemos:
1) Sabemos que tenemos 5 rebanadas de queso
2) Sabemos que tenemos 10 rebanadas de pan.
De acuerdo con la ecuación escrita en el paso 1, las proporciones o conversiones de unidades se pueden escribir
usando el número delante del ingrediente, también conocido como coeficiente .
Se requieren 2 rebanadas de pan para una rebanada de queso.
Recuerda, lo poderoso de las proporciones es que también podemos escribirlas "al revés".
Las siguientes razones o conversiones de unidades que se pueden escribir a partir de esta ecuación son:
1 rebanada de queso
2 rebanadas de pan
=
2 rebanadas de pan 1 rebanada de queso
(3.2.4.1)
(3.2.4.2)
1 sá ndwich
2 rebanadas de pan
=
2 rebanadas de pan
(3.2.4.3)
1 sá ndwich
(3.2.4.4)
1 sá ndwich
1 rebanada de queso
=
1 rebanada de queso
(3.2.4.5)
1 sá ndwich
Paso 3) Use estas proporciones como conversión de unidades para obtener la unidad que le interesa
Antes de comenzar un cálculo, visualicemos con qué tenemos que empezar.
¿Puedes decir mirando la imagen cuántos sándwiches podemos hacer?
Incluso puede obtener una respuesta sin tener que "pensar".
Reorganicemos esta imagen para representar la proporción que determinamos en el paso 2.
¿Es más fácil ver cuántos sándwiches podemos hacer ahora?
Ahora que hemos visualizado este proceso, establezcamos una ecuación para darnos la misma respuesta.
Recuerde, el propósito de esta página es ayudarlo a identificar los cálculos que hace en su vida diaria que
probablemente ni siquiera se dé cuenta de que está haciendo.
Si llegaste a una respuesta en tu cabeza, así es como se ve la ecuación cuando la escribes.
mo
_yo
sándwiches
=
5 rebanadas de queso ×
1 sá ndwich
= 5 sá ndwiches
1 rebanada de queso
(3.2.4.6)
(3.2.4.7)
mo
_yo
sándwiches
1 sá ndwich
=
10 rebanadas de pan ×
= 5 sá ndwiches
2 rebanadas de pan
(3.2.4.8)
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En este caso noasuntocon qué material de partida o reactivo se empieza. Siempre que sepa la relación o la proporción
entre lo que está buscando y lo que sabe, siempre podrá llegar a una respuesta.
Para recapitular los pasos que usamos para resolver este problema:
Para recapitular los pasos que usamos para resolver este problema:
Paso 1) Escribe la ecuación
Paso 2) Escribe o encuentra los moles
Paso 3) Usa la relación molar
 Ejemplo3.2.4.2: ¡Vamos de compras!
Acabas de ofrecerte como voluntario para proporcionar galletas para la venta de pasteles de tu escuela. Te piden que
traigas 100 galletas. Vas a casa y sacas esta receta de tu caja de recetas.
Receta de Galletas - Ingredientes
4 cucharadas de mantequilla sin sal
1/3 taza de azúcar moreno
1/3 taza de azúcar blanca granulada
1 huevo
1 taza de harina para todo uso
1 cucharada de maicena
1/2 cucharadita de bicarbonato de sodio
1/4 cucharadita de KosherSal
Hace 20 galletas
No tienes ninguno de los ingredientes en casa, así que tendremos que ir al supermercado.
Necesitamos hacer una lista para asegurarnos de obtener suficientes ingredientes para hacer 100 galletas.
Solución
Paso 1
Escribe una ecuación.
Usaremos nuestra receta como nuestra ecuación.
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Paso 2
Identificar conversiones de unidades útiles.
Si usáramos nuestra receta, podríamos relacionar cualquier ingrediente de la receta con cualquier otro ingrediente de
la receta. Similar a hacer sándwiches.
Enquímicatérminos esto se llama relación molar . Una relación molar es solo una conversión de unidades. Nos
permite pasar de lo que sabemos a lo que queremos.
Otra conversión de unidades útil que destacaré es la siguiente: 1 receta = 20 galletas
Si necesitamos 100 galletas, ¿cuántas tandas de galletas necesitamos hacer?
¿Es posible que ya haya respondido cinco?
Paso 3
Establezcamos una ecuación usando las conversiones de unidades de los pasos 1 y 2,
lote
_ _ _ _ _s
galletas
= 100 cookies ×
lista de compras.
1 lote
20 galletas
=
Ahora que sé cuántos lotes de galletas necesito, puedo escribir mi
5 lotes
Lista de compras
Ingredientes para un lote
lotes
Cantidad total
4 cucharadas de mantequilla sin sal
x5
20 cucharadas de mantequilla sin sal
1/3 taza de azúcar moreno
x5
5/3 taza de azúcar moreno
1/3 taza de azúcar blanca granulada
x5
5/3 taza de azúcar blanca granulada
1 huevo
x5
5 huevos
1 taza de harina para todo uso
x5
5 tazas de harina para todo uso
1 cucharada de maicena
x5
5 cucharadas de maicena
1/2 cucharadita de bicarbonato de sodio
x5
2.5 cucharaditas de bicarbonato de sodio
1/4 cucharadita de KosherSal
x5
1.25 cucharaditas KosherSal
Hace 20 galletas
x5
100 galletas
Para recapitular los pasos que usamos para resolver este problema:
Paso 1) Escribe la ecuación
Paso 2) Escribe o encuentra los moles
Paso 3) Usa la relación molar
 Ejemplo3.2.4.3: ¡Estoy a dieta!
Uno de mis alimentos favoritos para el desayuno son las tortillas de queso por la mañana. Estoy a dieta por lo que
siempre mido la cantidad de cada ingrediente que uso. Siempre hago dos por si alguien más quiere uno. A
continuación se muestra la receta de mi tortilla 'perfecta'.
Receta:
6 huevos grandes - 200 g por huevo
1 taza de queso rallado - 50 g por taza
Abro el refrigerador esta mañana y encuentro un exceso de huevos grandes y 250 g de queso que está a punto de
echarse a perder.
Pregunta 1: ¿Cuántos huevos necesito si quiero usar todo el queso?
Pregunta 2: ¿Cuántas tortillas puedo hacer para el desayuno con todos los ingredientes que saqué del refrigerador?
Pregunta 3: ¿Cuál es la masa total de mis tortillas cocinadas?
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Solución
Paso 1) Escriba la receta en forma de ecuación balanceada
+
+
→
6 huevos grandes + 1 tazas de queso → 2 tortillas
Paso 2) Encuentre la cantidad (moles) e identifique conversiones de unidades útiles y/o relaciones molares
Conversiones de unidades
De acuerdo con la ecuación escrita en el paso 1, estas proporciones molares se pueden escribir usando el número
delante del ingrediente, también conocido como coeficiente .
Una vez más, cuando recién comienza, es útil escribir las proporciones o las proporciones estequiométricas que
conectan todos los componentes de la receta.
Hace que sea más fácil elegir qué proporción usará como conversión de unidades para ayudarlo a calcular lo que está
haciendo la pregunta.
Como puede ver, esta vez hay más relaciones molares porque hay más materiales de partida. Además, la pregunta nos
dio información sobre la masa por unidad de alimento. Por lo tanto, hay 8 conversiones de unidades en esta pregunta.
6 huevos grandes
1 tazas de queso
=
6 huevos grandes
1 huevo grande
=
1 tazas de queso
6 huevos grandes
2 tortillas
2 tortillas
2 tortillas
2 tazas de queso
6 huevos grandes
200. g de huevo
1 taza de queso
50 g de queso
200. g de huevo 1 huevo grande
1250 g omelet
=
2 tortillas
=
2 tortillas
1 tazas de queso
=
=
50 g de queso
1 taza de queso
1250 g omelets
2 omelets
We can determine the mass of 2 omelets by using the law of conservation of mass. Therefore, I will add the mass of 6
eggs and 1 cup of cheese to calculate the last unit conversion listed above.
+
1200. g egg
+
→
50. g cheese
→
+
625 g omelet
+
625 g omelet
Find moles
In order for us to be able to compare the starting materials and answer question 2 and 3, we need to convert all of the
starting materials from mass into the quantity associated with recipe or equation .
The actual quantity of cheese can be calculated using the mass per one unit of material. In this case, 1 cup of cheese is
50. grams.
In chemistry terms, this is called the molar mass. Molar mass can be used as a unit conversion. Refer above for useful
unit conversions
To relate the idea of molar mass to everyday life is something we do all of the time without even thinking about it.
For instance, you have an assortment of candy in a bucket. Three kids come up to you and ask you for some candy.
Do you weigh the candy and give the three kids equivalent masses? No. That would be unrealistic and probably a little
messy.
Instead, we just decide that one candy bar should be given to each kid. Kid #1 receives one Snickers bar, kid #2
receives one Milky Way and kid #3 receives one Kit Kat bar. They are all happy because they received their OWN
candy bar; they don't care that one might weigh a little bit more than the other candy bars.
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To summarize, Snickers, Milky Way, and Kit Kat all represent ONE candy bar, however they have different
masses...but that's okay. To relate it even more to chemistry, one mole of any compound is equivalent to one mole of
any other compound, they just have a different mass depending on what substance you are talking about; just
substitute these words and you are back to our everyday example; 'mole' = 'candy bar' and 'compound' = 'type of
candy bar'.
You can use this idea in reverse, if you know the mass, then the amount of candy bars or 'moles' can be calculated.
mol cheese
(actual)
= 250. g of cheese ×
1 cup of cheese
50. g of cheese
= 5.0 cups of cheese
Step 3 - Use Molar Ratio
Now that we know how much cheese we have, we can calculate how many eggs we need based on our recipe in Step
1. We can also calculate how many omelets we will make.
We can represent it visually before writing an actual calculation.
Based on these calculations, we just answered question 1 and 2. We will use 30 eggs from the refrigerator in order to
use up all of the cheese in order to make 10 omelets.
We will need one more step in order to answer question 3, how much will all of our omelets weigh?
Step 4 - Convert to Answer
Let's find out how many 10 omelets will weigh using the useful unit conversion that we identified in Step 2.
massomelet = 10 omelets ×
1250 g omelet
2 omelets
= 6250 g of omelet made
The thing that takes getting used to is how we can relate what we use every day to something that we are learning. If
you get stumped on the next two examples, refer back to Examples 1, 2 and 3. Keep in mind that you will be using the
EXACT same calculation, you are just replacing words like "eggs, ham, cheese, and cookies", with chemical names or
chemical formulas. If you get confused, try replacing the words of a chemistry problem with more familiar words and
see if that helps you learn these chemical calculations.
In the examples above you saw a lot of whole numbers. In chemistry you will be seeing more decimal numbers. Imagine
that you could make 2.5 omelets and that is the same thing as producing or using 2.5 mol of a chemical substance.
 Example
3.2.4.4
Find the amount of water produced when 3.68 mol NH3 is consumed according to Equation ???.
Solution
The amount of water produced must be in the stoichiometric ratio S(H2O/NH3) to the amount of ammonia consumed:
S(
H2 O
NH3
nH
) =
2
O produced
n NH
3
consumed
Multiplying both sides nNH3 consumed, by we have
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H O
n H2 O
produced =
n NH3
consumed × S (
2
)
(3.2.4.9)
NH
3
(3.2.4.10)
6 mol H O
= 3.68 mol NH3 ×
2
(3.2.4.11)
4 mol NH3
= 5.52 mol H O
(3.2.4.12)
2
This is a typical illustration of the use of a molar ratio as a conversion factor. Example 4 is analogous to Examples 1 and 2
from Conversion Factors and Functions, where density was employed as a conversion factor between mass and volume.
Example 2 is also analogous to Examples 2.4 and 2.6, in which the Avogadro constant and molar mass were used as
conversion factors. As in these previous cases, there is no need to memorize or do algebraic manipulations with Step 3
when using the molar ratio. Simply remember that the coefficients in a balanced chemical equation give molar ratios, and
that the proper choice results in cancellation of units. In road-map form
stoichiometric
ratio X/Y
⟷
amount of X consumed or produced
amount of Y consumed or produced
or symbolically.
S(X/Y)
nX
consumed or produced
⟷
nY
consumed or produced
When using stoichiometric ratios, be sure you always indicate moles of what. You can only cancel moles of the SAME
substance. In other words, 1 mol NH3 cancels 1 mol NH3 but does not cancel 1 mol H2O.
The next example shows that stoichiometric ratios are also useful in problems involving the mass of a reactant or product.
 Example
3.2.4.5
The chemical reaction in this example is of environmental interest. Iron pyrite (FeS2) is often an impurity in coal, and
so burning this fuel in a power plant produces sulfur dioxide (SO2), a major air pollutant.
Calculate the mass of sulfur dioxide (SO2) produced when 3.84 mol O2 is reacted with FeS2 according to the equation
4 FeS (s) + 11 O (g) → 2 Fe O (s) + 8 SO (g)
2
2
2
3
2
Solution
The problem asks that we calculate the mass of SO2 produced. As we learned above in Example 3 - I'm on a Diet! and
in Example 2 of The Molar Mass, the molar mass can be used to convert from the amount of SO2 to the mass of SO2.
Therefore this problem in effect is asking that we calculate the amount of SO2 produced from the amount of O2
consumed. We will start this problem the same as in Example 4. It requires the molar ratio
Step 1 - Write an Equation
The equation was given to us in the question.
Step 2 - Identify Unit Conversions & Find Moles
Unit Conversions
The question is asking us about the amount of SO2 produced from the amount of O2 consumed so I want both of those
substances in the molar ratio.
8 mol SO 2
=
11 mol O 2
11 mol O 2
8 mol SO 2
The question is also asking about the mass of SO2, so I want to write the molar mass.
1 mol SO 2
64.06 g SO
2
=
64.06 g SO
2
1 mol SO 2
Find Moles
The problem gives us the amount of oxygen gas in moles, so we do not need to use the molar mass equation like we
did in Example 3 - I am on a Diet!
Step 3 - Use Molar Ratio
The amount of SO2 produced is then
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nSO
2
produced = nO
2
actual
× conversion factor
nSO2 produced = 3.84 mol O2 ×
8 mol SO2
11 mol O2
(3.2.4.13)
= 2.79 mol SO2 produced
(3.2.4.14)
Step 4 - Convert to Answer
The question is asking about the mass of SO2 not the amount of SO2. We can use the unit conversion or molar mass
written in Step 2.
The mass of SO2 is
massSO2 = 2.79 mol SO2 ×
64.06 g SO2
1 mol SO2
= 179 g SO
2
(3.2.4.15)
With practice this kind of problem can be solved in one step by concentrating on the units. The appropriate
stoichiometric ratio will convert moles of O2 to moles of SO2 and the molar mass will convert moles of SO2 to grams of
SO2.
A
schematic
road
map
for
the
one-step
calculation
can
be
written
as
M .M . SO
ratio(SO /O )
2
mol
(O )
2
mass(SO
2
−−−−−−
−−
→ mol (SO
2
)
= 3.84 mol O2 ×
2
)
2
−−
−−−
→ mass(SO
8 mol SO 2
11 mol O 2
×
64.06 g
1 mol SO 2
2
)
This is how the equation would look if it were all done in one step:
= 179 g
Notice that all of the units that are the same on the top and the bottom of the ratios can cancel, leaving just the units
that you want at the end.
This page titled 3.2.4: Food- Let's Cook! is shared under a CC BY-NC-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Ed
Vitz, John W. Moore, Justin Shorb, Xavier Prat-Resina, Tim Wendorff, & Adam Hahn.
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