PRÁCTICA – PRÁCTICA – ESTEQUIOMETRÍA ESTEQUIOMETRÍA QUÍMICA MÉDICA 1. La ecuación química siguiente, tal como está escrita, ¿es congruente con la ley de conservación de la masa? 3Mg(OH)2(s) + 2H3PO4(ac ) Mg3(PO4)2(s) + H2O(l ) ¿Por qué sí o por qué no? La ecuación no es congruente con la ley de conservación de masas, debido a que la cantidad de elementos presentes en los reactantes es diferente a la cantidad de elementos presente en los productos. La materia no puede aparecer de repente y tampoco puede eliminarse, conforme se refiere a esta ley: La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. 2. En las condiciones experimentales apropiadas, H 2 y CO reaccionan para formar CH3OH. El dibujo representa una muestra de H 2. Haga un dibujo correspondiente del CO necesario para reaccionar totalmente con el H 2. ¿Cómo determinó el número de moléculas de CO que debían aparecer en su dibujo? 2H2 + CO CH3OH Una molécula de CO necesita 2 moléculas de H2. Como en el medio hay 8 moléculas de H 2, entonces será necesario 4 moléculas de CO para formar 4 moléculas de CH 3OH.
O
3. Balancee las ecuaciones siguientes: SO2(g) + 2O2(g) 2SO3(g)
C
O
O
C
O
C
C
Mg3N2(s) + 4H2SO4(ac) 3MgSO4(ac) + (NH4)2SO4(ac)
P2O5(s) + 3H2O(l ) 2H3PO4(ac)
TiCl4(l ) + 2H2O(l ) TiO2(s) + 4HCl(ac)
CH4(g) + 4Cl2(g) CCl4(l ) + 4HCl(g)
2NH4NO3(s) 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g)
Al4C3(s) + 12 12H H2O(l ) 4Al(OH)3(s) + 3CH4(g)
Ca3P2(s) + 6H2O(l ) 3Ca(OH)2(ac) + 2PH3(g)
6Li(s) + N2(g) 2Li3N(s)
Al(OH)3(s) + 3HClO4(ac) Al(ClO4)3(ac) + 3H2O(l )
C4H10O(l ) + 6O2(g) 4CO2(g) + 5H2O(g)
2AgNO3(ac) + N2SO4(ac) Ag2SO4(s) + 2NaNO3(ac)
2Fe(OH)3(s) + 3H2SO4(ac) Fe2(SO4)3(ac) + 6H2O(l )
2N2H4(g) + N2O4(g) 4H2O(g) + 3N2(g)
4. Escriba ecuaciones químicas balanceadas que correspondan a cada una de las descripciones siguientes: a) El carburo de calcio sólido, CaC2, reacciona con agua para formar una disolución acuosa de hidróxido de calcio y acetileno gaseoso, C2H2. CaC2(s) + 2H2O(l ) Ca(OH)2(ac) + C2H2 (g) b) Cuando se calienta clorato de potasio sólido, se descompone para formar cloruro de potasio sólido y oxígeno gaseoso. 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) c) El zinc metálico sólido reacciona con ácido sulfúrico para formar hidrógeno gaseoso y una disolución acuosa de sulfato de zinc. Zn(s) + H2SO4(ac) H2(g) + ZnSO4(ac) d) Si se agrega tricloruro de fósforo líquido al agua, reacciona para formar ácido fosforoso acuoso, H 3PO3 (ac) y ácido clorhídrico acuoso. PCl3(l ) + 3H 2O(l ) H3PO3(ac) + 3HCl(ac) e) Cuando se hace pasar sulfuro de hidrógeno gaseoso sobre hidróxido de hierro (III) sólido caliente, la reacción resultante produce sulfuro de hierro (III) sólido y agua gaseosa. 3H2S(g) + 2Fe(OH)3(s) Fe2S3(s) + 6H2O(g) f) Cuando trióxido de azufre gaseoso reacciona con agua, se forma una disolución de ácido sulfúrico. SO3(g) + H2O(l ) H2SO4(ac) g) Sulfuro de boro, B 2S3(s), reacciona violentamente con agua para formar ácido bórico disuelto, H 3BO3, y sulfuro de hidrógeno gaseoso. B2S3(s) + 6H2O(l ) 2H3BO3(ac) + 3H2S(g)
h) La fosfina, PH3 (g), se quema en oxígeno gaseoso para formar agua gaseosa y decaóxido de tetrafósforo sólido. 4PH3(g) + 8O2(g) 6H2O(g) + P4O10(s) i) Si se calienta nitrato de mercurio (II) sólido, se descompone para formar óxido de mercurio (II) sólido, dióxido de nitrógeno gaseoso y oxígeno. 2Hg(NO3)2(s) 2HgO(s) + 4NO2(g) + O2(g) j) El cobre metálico reacciona con una disolución concentrada caliente de ácido sulfúrico para formar sulfato de cobre (II) acuoso, dióxido de azufre gaseoso y agua. Cu(s) + 2H2SO4(ac) CuSO4(ac) + SO2(g) + 2H2O(l ) 5. Determine la fórmula química del producto que se forma cuando el elemento metálico calcio se combina con el elemento no metálico oxígeno, O 2. Escriba la ecuación química balanceada para la reacción. ¿Qué productos se forman cuando un compuesto que contiene C, H y O se quema totalmente en aire? Escriba una ecuación química balanceada para la combustión de la acetona, C 3H6O (l ), en aire. 2Ca + O2 2CaO Los productos que se forman cuando un compuesto que contiene C, H y O se quema totalmente en aire son CO2 y H2O. C3H6O(l ) + 4O2(g) 3CO2(g) + 3H2O(g) 6. Escriba una ecuación química balanceada para la reacción que tiene lugar cuando: a) Mg(s) reacciona con Cl2(g). Mg(s) + Cl2(g) MgCl2(s) b) Hidróxido de níquel (II) se descompone para dar óxido de níquel (II) y agua al calentarse. Ni(OH)2 NiO + H2O c) Hidrocarburo estireno, C8H8(l ) arde en aire. C8H8(l ) + 10O2(g) 8CO2(g) + 4H2O(g) d) El aditivo para gasolina MTBE (metil terbutil éter), C 5H12O(l ), se quema en aire. 2C5H12O(l ) + 15O2(g) 10CO2(g) + 12H2O(g) e) Aluminio metálico sufre una reacción de combinación con Br 2(l ). 2Al(s) + 2Br2(l ) 2AlBr3(s) f) Carbonato de estroncio se descompone para dar óxido de estroncio y dióxido de carbono al calentarse. SrCO3 SrO + CO2 g) Heptano, C7H16(l ), arde en aire. C7H16(l ) + 11O2(g) 7CO2(g) + 8H2O(g) h) Dimetil éter, CH3OCH3(g), se quema en aire. CH3OCH3(g) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g) 7. Balancee las ecuaciones siguientes e indique si son reacciones de combinación, descomposición o combustión: a) 2Al(s) + 3Cl2 (g) 2AlCl3 (s) b) C2H4 (g) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 2H2O (g)
Reacción de combinación Reacción de combustión
c) 6Li(s) + N2 (g) 2Li3N(s)
Reacción de combinación
d) PbCO3 (s) PbO (s) + CO2 (g)
Reacción de descomposición
e) C7H8O2 (l ) + 8O2 (g) 7CO2 (g) + 4H2O (g)
Reacción de combustión
f) 2C3H6 (g) + 9O2 (g) 6CO2 (g) + 6H2O (g)
Reacción de combustión
g) NH4NO3 (s) N2O (g) + 2H2O (g)
Reacción de descomposición
h) C5H6O (l ) + 6O2 (g) 5CO2 (g) + 3H2O (g)
Reacción de combustión
i) N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
Reacción de combinación
j) K2O (s) + H2O (l ) 2KOH (ac)
Reacción de combinación
8. Determine los pesos formulares de cada uno de los compuestos siguientes: a) H2S – NiCO3 – Mg(C2H3O2)2 – (NH4)SO4 H2S: 2(1) + 32.1 = 34.1 u.m.a. NiCO3: 58.7 + 12 + 3(16) = 118.7 u.m.a. Mg(C2H3O2)2: 24.3 + 4(12) + 6(1) + 4(16) = 142.3 u.m.a. (NH4)2SO4: 2[14 + 4(1)] + 32.1 + 4(16) = 132.1 u.m.a.
b) Fosfato de potasio, óxido de hierro (II), pentasulfuro de difósforo. K3PO4: 3(39.1) + 31 + 4(16) = 212.3 u.m.a. FeO: 55.8 + 16 = 71.8 u.m.a. P2S5: 2(31) + 5(32.1) = 222,5 u.m.a. c) Óxido nitroso, N2O, conocido como gas de la risa y empleado como anestésico en odontología. N2O: 2(14) + 16 = 44 u.m.a. d) Ácido benzoico, HC 7H5O2, una sustancia empleada como conservador en alimentos. HC7H5O2: 6(1) + 7(12) + 2(16) = 122 u.m.a. e) Mg(OH)2, el ingrediente activo de la leche de magnesia. Mg(OH)2: 24.3 + 2(16) + 2(1) = 58.3 u.m.a. f) Urea, (NH2)2CO, un compuesto empleado como fertilizante nitrogenado. (NH2)2CO: 2(14) + 4(1) + 12 + 16 = 60 u.m.a. g) Acetato de isopentilo, CH 3CO2C5H11, que produce el olor a plátano. CH3CO2C5H11: 7(12) + 2(16) + 14(1) = 130 u.m.a. 9. Calcule el porcentaje en masa del elemento indicado e n cada uno de los compuestos siguientes: a) Oxígeno en SO 2 – sulfato de sodio – C2H5COOH – Al(NO3)3 – nitrato de amonio. SO2:
64.1 u.m.a.
Na2SO4:
142.1 u.m.a.
C2H5COOH: 74 u.m.a.
Al(NO3)3:
213 u.m.a.
NH4NO3:
80 u.m.a.
b) Carbono en acetileno, C2H2, un gas empleado en soldadura. C2H2:
26 u.m.a.
c) Hidrógeno en sulfato de amonio, (NH4)2SO4, sustancia empleada como fertilizante nitrogenado. (NH4)2SO4: 132.1 u.m.a.
d) Oxígeno en ácido ascórbico, HC6H7O6, también llamado vitamina C. HC6H7O6:
176 u.m.a.
e) Platino en PtCl2(NH3)2, un agente quimioterapéutico llamado cisplatino. PtCl2(NH3)2: 300.1 u.m.a.
f) Carbono en la hormona sexual femenina estradiol, C18H24O2. C18H24O2:
272 u.m.a.
g) Carbono en capsicina, C18H27NO3, el compuesto que hace que piquen los chiles. C18H27NO3: 305 u.m.a.
10. Calcule las cantidades siguientes: a) Masa, en gramos, de 1.73 mol de CaH 2.
b) Moles de Mg(NO 3)2 en 3.25 g de esta sustancia.
c) Número de moléculas en 0.245 mol de CH3OH.
d) Número de átomos de H en 0.585 mol de C4H10.
e) Masa, en gramos, de 2.50 10 –2 mol de MgCl2.
f) Moles de NH4Cl en 76.5 g de esta sustancia.
g) Número de moléculas en 0.0772 mol de HCHO2.
h) Número de iones NO 3 – en 4.88 10 –3 mol de Al(NO3)3.
11. La fórmula molecular de la alicina, el compuesto que produce el olor característico del ajo, es C 6H10OS2. (a) ¿Qué masa molar tiene la alicina? (b) ¿Cuántos moles de alicina están presentes en 5.00 mg de esta sustancia? (c) ¿Cuántas moléculas de alicina hay en 5.00 mg de esta sustancia? (d) ¿Cuántos átomos de S están presentes en 5.00 mg de alicina? a) C6H10OS2: 162.2 u.m.a.
b)
c)
d)
12. El aspartamo, un edulcorante artificial comercializado como NutraSweet®, tiene una fórmula molecular de C14H18N2O5. (a) Calcule la masa molar del aspartamo. (b) ¿Cuántos moles de aspartamo hay en 1.00 mg de aspartamo? (c) ¿Cuántas moléculas de aspartamo hay en 1.00 mg de aspartamo? (d) ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 1.00 mg de aspartamo? a) C14H18N2O5: 294 u.m.a.
b)
c) d)
13. Una muestra de glucosa, C 6H12O6, contiene 5.77 1020 átomos de carbono. (a) Calcule la masa de la muestra en gramos. (b) ¿Cuántos átomos de hidrógeno contiene? (c) ¿Cuántas moléculas de glucosa contiene? (d) ¿Cuántos moles de glucosa contiene? a)
b)
c)
d)
14. Una muestra de la hormona sexual masculina testosterona, C 19H28O2, contiene 3.08 1021 átomos de hidrógeno. (a) Calcule la masa de la muestra en gramos. (b) ¿Cuántos átomos de carbono contiene? (c) ¿Cuántas moléculas de testosterona contiene? (d) ¿Cuántos moles de testosterona contiene? a)
b)
c)
d)
15. El nivel permisible de concentración de cloruro de vinilo, C 2H3Cl, en la atmósfera de una planta química es de 2.0 10 –6 g/L. ¿Cuántos moles de cloruro de vinilo por litro representa esta concentración? ¿Y cuántas moléculas por litro?
16. Se requiere un mínimo de 25 g de tetrahidrocannabinol (THC), el ingrediente activo de la marihuana, para producir intoxicación. La fórmula molecular de THC es C 21H30O2. ¿Cuántos moles de THC representan esos 25 g? ¿Cuántas moléculas?
