6 Las reacciones químicas
E J E R C I C I O S
P R O P U E S T O S
6. 1 Razona qué tipo de cambios se producen cuando introduces un trozo de carne en el congelador y cuando el vino se transforma en vinagre.
El primero es un cambio físico. La carne varía su aspecto, pero no su naturaleza. Al recuperar las condiciones iniciales, las propiedades son las mismas. Desde el punto de vista molecular, ha variado la distancia entre sus moléculas, pero estas siguen siendo las mismas. El segundo es un cambio químico. El vinagre es una sustancia nueva con distintas propiedades químicas que el vino. Desde el punto de vista molecular, las moléculas presentes en el vino han roto sus enlaces, y sus átomos se han reorganizado de diferente manera, formando moléculas distintas, entre otras, las de ácido acético. 6. 2 Cita tres ejemplos de cambios físicos y tres de cambios químicos. Cambios físicos: dilatación de un metal, moler café y secado de la ropa. Cambios químicos: un tomate que se pudre, una lata que se oxida y un papel que arde. 6. 3 ¿Qué condiciones tienen que cumplir las moléculas de los reactivos para que los choques entre ellas sean eficaces?
Es necesario que las moléculas se muevan con la suficiente energía y que choquen en la dirección adecuada. 6. 4 Razona si se produce una reacción química cuando se calienta un sólido rojizo y aparece un gas y un líquido de brillo metálico.
Es una reacción química porque, a partir de una sustancia inicial (un sólido rojizo), se forman dos sustancias con propiedades distintas (un gas y un líquido con color distinto). 6. 5 Teniendo en cuenta la ley de conservación de la masa, completa los datos de la siguiente reacción química. Carbono
Oxígeno
12 g
g
44 g
4,8 g
6,4 g
g
→
Dióxido de carbono
Según la ley de conservación de la masa: 12 g 4,8 g
ϩ ϩ
x
ϭ
44 g
6,4 g
ϭ
⇒
x
ϭ
44
12
Ϫ
ϭ
32 g de oxígeno.
11,2 g de dióxido de carbono.
6. 6 Razona si contradicen la ley de Lavoisier estas afirmaciones sobre reacciones químicas. a) Cuando Cuando un objeto de metal metal se oxida, pe pesa sa más que que al principio. b) Al arder arder un tronco, las c cenizas enizas pesa pesan n menos que el tronco inicial.
a) Podemos pensar pensar que pesará pesará más porque ha reaccionado reaccionado con el oxígeno oxígeno y se ha formado un ó xido que tiene más masa que el metal original. Esto no contradice la ley de Lavoisier: si supiéramos la masa de oxígeno que ha intervenido en la reacción, comprobaríamos que dicha masa más la del metal es igual a la masa del óxido formado. b) Tamp oco es cont cont radictor io. En En este caso, caso, parte de los produ ctos de la reacción serán gaseosos gaseosos,, y por eso las cenizas pesan menos. Si se retuvieran esos productos, la masa del tronco sería igual a la de las cenizas más la de los gases.
6 Las reacciones químicas
6. 7 ¿Significan lo mismo las expresiones ecuación química y reacción química? No; una reacción química es un proceso que ocurre, mientras que una ecuación química es una representación simbólica y abreviada de dicho proceso. 6. 8 ¿Qué significado tienen los subíndices en una fórmula química? ¿Y los coeficientes en una ecuación química? ¿Se pueden modificar los subíndices al ajustar las ecuaciones químicas?
Los subíndices nos indican el número de átomos de un elemento existentes en una fórmula que representa una sustancia. Los coeficientes son factores que introducimos en una ecuación química delante de las fórmulas de los reactivos o de los productos para ajustar el número de átomos de cada elemento a ambos lados de la ecuación. Los subíndices no se pueden modificar, porque en ese caso representaríamos una sustancia y una reacción química diferentes. 6. 9 Escribe y ajusta la siguiente ecuación química. PbO (s)
NH3 (g) → Pb (s)
N2 (g)
H2O (l)
El óxido de plomo (II) sólido reacciona con el amoníaco gaseoso para producir plomo, gas nitrógeno y agua. 3 PbO (s)
ϩ
2 NH 3 (g )
→
3 Pb (s)
ϩ
N 2 (g)
ϩ
3 H 2 O (l)
6.10 Ajusta la ecuación que representa la reacción química entre el dióxido de azufre, SO2, y el oxígeno, O2, para producir trióxido de azufre, SO3.
2 SO2 (g)
ϩ
O 2 (g )
→
2 SO3 (g)
6.11 ¿Cómo se llaman las reacciones en las que la energía de los productos es mayor que la energía de los reactivos? Escribe dos ejemplos y representa sus diagramas energéticos.
Se llaman endotérmicas, porque en ellas se absorbe energía. Por ejemplo, la síntesis del monóxido de nitrógeno y la descomposición térmica del carbonato de calcio. Energía química
ΔE
5 Ep 2 Er . 0
2 NO
Ep
Productos Se absorbe energía
Er
N2 1 O2 Reactivos Transcurso de la reacción
Energía química
ΔE
5 Ep 2 Er . 0
CaO 1 CO2
Ep
Productos Se absorbe energía
Er
CaCO3 Reactivos Transcurso de la reacción
6 Las reacciones químicas
6.12 Dada la reacción de combustión del butano: 2 C4H10 (g)
13 O2 (g) → 8 CO2 (g)
2 H2O (l)
5750 kJ
Indica si es exotérmica o endotérmica y por qué.
Es una reacción exotérmica, ya que desprende energía, 5750 kJ por cada 2 mol de butano consumidos. 6.13 ¿En qué tipo de compuestos indican los coeficientes de una ecuación química la proporción en volumen de los reactivos y los productos?
Los coeficientes nos indican siempre la proporción de moléculas y moles en la que intervienen cada uno de los reactivos y productos. En los reactivos y productos gaseosos (a idénticas condiciones de presión y temperatura) indican además la proporción en volumen. 6.14 Deduce toda la información posible de la siguiente ecuación química ajustada. N2 (g)
O2 (g) → 2 NO (g)
Tanto los reactivos como los productos son gases. a) Desde el punto de vista microscópico, la ecuación nos informa del núm ero de átomos y moléculas que intervienen. M oléculas
1 m olécula de N 2 reacciona con 1 molécula de O 2 para formar 2 moléculas de NO.
Á to m os
En lo s react ivo s, 2 d e n it ró gen o y 2 de o xíg en o d e u ni on es N –N y O– O. En los productos, los mismos, pero con uniones N–O.
b) Desde el punto de vista m acroscópico, la ecuación nos inform a de los moles que intervienen, del volum en que ocupan (si están en las mismas condiciones de presión y temperatura) y de la masa, mediante el concepto de mol. M oles
1 m ol de N 2 reacciona con 1 mol de O 2 para formar 2 moles de NO.
Volum en M asa
1 volum en de N 2 reacciona con 1volumen de O 2 para formar 2 volúmenes de NO. N 2 ϩ O 2 → 2 NO 28 g 32 g 2 и 30 g 28 g de nitrógeno reaccionan con 32 g de oxígeno para formar 60 g de monóxido de nitrógeno.
6.15 Los coeficientes de una ecuación química, ¿aportan directamente datos de la masa de las sustancias que intervienen en ella?
No. Para que nos den información sobre las masas, hay que utilizar el factor de conversión de moles a gramos, que es la masa molar (donde interviene el concepto de mol). 6.16 Señala la proporción en moles y en volumen de cada componente gaseoso de la ecuación química ajustada. 2 Cl2 (g)
3 O2 (g) → 2 Cl2O3 (g)
2 moles de cloro reaccionan con 3 moles de oxígeno para formar 2 moles de trióxido de dicloro. Si las condiciones de presión y de temperatura son las mismas, 2 volúmenes de cloro reaccionan con 3 volúmenes de oxígeno para formar 2 volúmenes de trióxido de dicloro. 6.17 Para obtener hidrógeno, se hacen reaccionar 327 g de cinc con ácido clorhídrico, obteniéndose, además, dicloruro de cinc: Zn (s)
2 HCl (aq) → Zn Cl2 (aq)
a) ¿Cuántos gramos de reactivos se han empleado? b) ¿Cuántos gramos de productos se han formado?
H2 (g)
6 Las reacciones químicas
Ecuación quím ica ajustada
Zn (s)
Proporción en moles
1 m ol
2 m ol
1 mol
1 m ol
Se expresan los m oles en gram os
65,4 g
2 и 36,5 g
136,4 g
2g
El dato, 327 g de cinc, se expresa en moles
1 (m o l d e Zn) ᎏ ᎏ 65 ,4 (g)
Nueva proporción en moles con el dato
Zn (s) 5 m ol
Se convierten las cantidades en masa
5 и 65,4 g 327 g
2 HCl (aq)
ϩ
ϭ
x ᎏ ᎏ⇒x 32 7 (g )
ϩ
→
ϭ
ZnCl 2 (aq)
ϩ
H 2 (g)
5 mol de Zn
2 HCl (aq) 10 mol
→
10 и 36,5 g 365 g
ZnCl 2 (aq) 5 mol
ϩ
5 и 136,8 g 682 g
H 2 (g) 5 mol 5и2g 10 g
a) Se emplean 327 g de Zn y 365 g de HCl. b) Se producen 682 g de ZnCl 2 y 10 g de H 2 . 6.18 En una reacción de combustión de propano, en la que todos los gases están en las mismas condiciones, se han obtenido 24 L de dióxido de carbono. C3H8 (g)
5 O2 (g) → 3 CO2 (g)
4 H2O (g)
a) Calcula el volumen de propano que se ha consumido. b) Halla el volumen de oxígeno utilizado y el de agua producido.
Ecuación quím ica ajustada
C3 H 8 (g )
Volúm enes en la ecuación
1 volumen
5 volúmenes
3 volúm enes
4 volúm enes
Nueva proporción
8 volúmenes
40 volúm enes
24 volúm enes
32 volúmenes
a) Se consumen 8 L de propano. b) Se utilizan 40 L de oxígeno y se producen 32 L de agua.
ϩ
5 O 2 (g )
→
3 CO 2 (g )
ϩ
4 H 2 O (g)
6 Las reacciones químicas
C I E N C I A
A P L I C A D A
6.19 ¿Por qué la fotosíntesis, desde el punto de vista energético, se considera un proceso endotérmico? Porque absorbe energía; en este caso, luminosa. 6.20 Señala los aspectos específicos de la fase luminosa y de la fase oscura. En la fase luminosa, la energía de la luz se transforma en energía química. Esta sirve para romper la molécula de agua y liberar el oxígeno a l a atm ósfera. El resto se acumula en el ATP. En la f ase oscura, a partir de la energía acum ulada, el dió xido d e carbono y el agua, se forman glúcidos, ricos en energía.
6 Las reacciones químicas
E JE R CI C I O S
D E
A P L I C A C I Ó N
6.21 Justifica si el siguiente esquema corresponde a un cambio físico o químico. Es un cambio químico, ya que la ordenación de los enlaces de los átomos en los productos es distinta a la de los reactivos.
6.22 Realiza las actividades propuestas en la página web www.e-sm.net/fq3eso10 .
Después, escribe en tu cuaderno si las situaciones indicadas en esas actividades son cambios químicos o físicos. Son cambios físicos disolver azúcar en agua, obtener sal del agua del mar, encender una bombilla y fundir cubitos de hielo. Son cambios químicos hacer la digestión, cocer un huevo, encender una cerilla y obtener aluminio de la bauxita.
6.23 Explica si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas.
a) Al quemar alcohol con una cerilla, se obtiene alcohol, pero en estado gaseoso. b) Al calentar un vaso de agua, el vapor obtenido sigue siendo agua. a) Falsa. Si se quem a el alcohol, las sustancias que se form an son distintas: dióxido de carbono y agua. b) Cierta. Al calentar el agua, se obtiene agua, pero en estado gaseoso.
6.24 El siguiente esquema representa una reacción. ¿Qué enlaces se rompen y cuáles se forman?
1
CH4
1
2 O2
CO2
2 H2O
Se rompen cuatro enlaces C–H de la primera sustancia (metano) y dos enlaces O–O de la segunda (oxígeno). Se forman dos enlaces C–O en el primer producto (dióxido de carbono) y cuatro enlaces O–H en el segundo (agua).
6.25 Un trozo de 5 g de hierro se deja a la intemperie durante cierto tiempo y después se pesa. La balanza
marca 6,43 g. ¿Cómo se puede explicar esto? Se ha formado óxido de hierro, y la masa que ha aumentado, 1,43 g, corresponde al oxígeno que ha intervenido en la reacción. 2 Fe
ϩ
O2
→
2 FeO
2 m ol
1 m ol
2 m ol
111,7 g
32 g
143,7 g
5 g
1,43 g
6,43 g
6 Las reacciones químicas
6.26 Ajusta las siguientes ecuaciones químicas.
a) HCl (g)
O2 (g) → H2O (l)
b) C6H12 (l)
O2 (g) → CO2
c) KNO3 (s) → K 2O (s)
Cl2 (g) H2O (l)
N2 (g)
O2 (g)
d) ZnS (s) ϩ O2 (g) → ZnO (s) ϩ SO2 (g) a) 4 HCl (g ) ϩ O 2 (g ) b) C6 H 12 (l )
ϩ
c) 4 KNO 3 (s) d ) 2 Zn S (s)
9 O 2 (g ) →
ϩ
2 H 2 O (l)
→
→
6 CO 2
2 K2 O (s)
3 O 2 (g )
ϩ
ϩ
6 H 2 O (l)
2 N 2 (g )
2 ZnO (s)
→
2 Cl 2 (g )
ϩ
ϩ
ϩ
5 O 2 (g )
2 SO2 (g )
6.27 Ajusta esta ecuación y escribe la proporción entre los moles de cada componente de la misma.
Na (s) 2 Na (s)
H2O (l) → NaOH (aq) ϩ
2 H 2 O (l)
→
H2 (g)
2 NaOH (aq)
ϩ
H 2 (g )
2 mol de sodio reaccionan con 2 mol de agua para dar 2 mol de hidróxido de sodio y 1 mol de hidrógeno. 6.28 En la reacción de descomposición del óxido de mercurio (II), ¿es cierta la proporción en volumen que se
indica? ¿Por qué? 2 HgO (s)
→
2 Hg (l)
O2 (g)
2 dm3
1 dm3
2 dm3
No, porque el HgO es sólido y el Hg es líquido, y para que los coeficientes en una ecuación química nos indiquen datos sobre el volumen, los reactivos y productos deben ser gases en las mismas condiciones de presión y temperatura. 6.29 En la reacción de formación del amoníaco, ¿es cierta la proporción en masa que se indica? ¿Por qué?
N2 (g)
3 H2 (g)
1g
3g
→
2 NH3 (g) 2g
No. Los coeficientes nos indican la proporción en moles, no en gramos. Para encontrar la proporción en masa correcta, habría que utilizar el factor de conversión de moles a gramos. 2
и
14
ϭ
28 g de N 2
3
и
2
ϭ
6 g de H 2
2
и
17
ϭ
34 g de NH 3
28 g de nitrógeno reaccionan con 6 g de hidrógeno para formar 34 g de amoníaco. 6.30 Señala cuáles de estas ecuaciones termoquímicas son exotérmicas y cuáles endotérmicas.
a)
A
B
→
C
394 kJ
b)
A
B
→
C
58 kJ
c)
A
B
d)
A
B
131 kJ →
C
D
→
C
D
335 kJ
La a) y la d) son exotérmicas, porque desprenden energía. La b) y la c) son endotérmicas, porque absorben energía, según indican los signos ϩ y Ϫ de las ecuaciones termoquímicas. La ecuación c) se puede volver a escribir como: A
ϩ
B
→
que tiene la forma que se ha presentado en el libro de texto.
C
ϩ
D
Ϫ
131 kJ
6 Las reacciones químicas
E JE R C I C I O S
D E
S Í N T E S I S
6.31 ¿Qué reacción química representa el siguiente modelo? Escribe su ecuación química.
1 C O
4 moléculas de CO reaccionan con 2 moléculas de O 2 para formar 4 moléculas de CO 2 . La ecuación química será: 2 CO (g)
ϩ
O 2 (g )
→
2 CO 2 (g)
6.32 Escribe la ecuación química ajustada de la siguiente reacción, y extrae de ella toda la información posible. El sulf uro de p lat a sólido reacciona con un a solución de ácido clorhídri co, y se prod uce clor uro de p lat a só- lido y sulfu ro de hidrógeno g aseoso.
a) Desde el punto de vista microscópico, la ecuación nos informa del número de áto mos y moléculas que intervienen. Ecuación quím ica ajustada
Ag 2 S (s)
2 HCl (aq)
M oléculas
1 m olécula de Ag 2 S reacciona con 2 de HCl para formar 2 moléculas de AgCl y 1 molécula de H 2 S.
Átom os
Reactivos: 2 átom os de Ag y 1 de S (en Ag 2 S) y 2 de H y Cl (en HCl). Productos: 2 de Ag y 2 de Cl (en AgCl) y 2 de H y 1 de S (en H 2 S).
ϩ
→
2 AgCl (s)
H 2 S (g)
ϩ
Not a. Aun qu e, desde u n p un to de vista estr icto, sería m ás correcto no mb rar lo s comp uestos Ag m icas, en la 2 S y A gCl co m o espe cies qu í pr ácti ca se m an t ien e e l t é rm in o m ol é cul as.
b) Desde el punto de vista m acroscópico, la ecuación nos inform a de los moles que intervienen, del volum en que ocupan (si están en las mismas condiciones de presión y temperatura) y de su masa, mediante el concepto de mol. M oles M asa
1 m ol de Ag 2 S reacciona con 2 mol de HCl para formar 2 mol de AgCl y 1 mol de H 2 S. Ag 2 S (s) 248 g
ϩ
2 HCl (aq) 2 и 36,5 g
→
2 AgCl (s) 2 и 143,5 g
ϩ
H 2 S (g) 34 g
248 g de Ag 2 S reaccionan con 73 g de HCl para formar 287 g de AgCl y 34 g de H 2 S.
6 Las reacciones químicas
6.33 El siguiente esquema energético corresponde a una reacción química. Energía química Ep
ΔE
5 Ep 2 Ep 5 2 393 kJ
C 1 O2 Reactivos
CO2
Er
Productos Transcurso de la reacción
a) ¿Es exotérmica o endotérmica? ¿Por qué? b) Escribe la ecuación termoquímica correspondiente.
a) Es exotérmica, porque la energía de los reactivos es mayor que la de los productos. b) C (s)
ϩ
O 2 (g )
→
CO 2 (g)
ϩ
393 kJ
6.34 Escribe la ecuación química ajustada de la siguiente reacción y extrae de ella toda la información posible. El t rióxido d e dihierro sólido reacciona con carbono sólido, y se produce hierro sólido y d ióxido d e carbono gaseoso.
a) Desde el punto de vista microscópico, la ecuación nos informa del núm ero de átomos y moléculas que intervienen. Ecuación quím ica ajustada
2 Fe 2 O 3 (s)
3 C (s)
M oléculas
2 m oléculas de Fe 2 O 3 reaccionan con 3 de C, para dar 4 moléculas de Fe y 3 de CO 2 .
Átom os
Reactivos: 4 átom os de hierro y 6 de oxígeno (en Fe2 O 3 ) y 3 átomos de C. Productos: 4 átomos de hierro y 6 de O y 3 de C (en CO 2 ).
ϩ
4 Fe (s)
→
3 CO 2 (g)
ϩ
Not a. Au nq ue, desde un pu nt o d e vista estricto , sería m ás correcto no mb rar el Fe m icas, en l a p rácti ca 2 O 3 , el C y el Fe com o e spe cies qu í se m an t ien e el t é rm in o m ol é cul a.
b) Desde el punto de vista macroscópico, la ecuación nos inform a de los moles, del volumen que ocupan, si están en las mismas condiciones de presión y temperatura y de la masa, mediante el concepto de mol. M oles
2 m ol de Fe2 O 3 reaccionan con 3 de C, para dar 4 de Fe y 3 mol de CO 2 .
M asa
2 Fe2 O 3 (s) 3 C (s) → 4 Fe (s) 3 CO 2 (g ) ϩ ϩ 2 и 160 g 3 и 12 g 4 и 56 g 3 и 44 g 320 g de hierro reaccionan con 36 g de carbono para dar 224 g de hierro y 132 g de dióxido de carbono.
6.35 Completa los datos de la siguiente ecuación química. C3 H8 (g)
5 O2 (g)
44 g
x g
Ecuación
C3 H 8 (g)
→
3 CO2 (g)
4 H2O (l)
y g
72 g
5 O 2 (g )
ϩ
→
3 CO 2 (g)
ϩ
4 H2O
M asa
44 g
x
y
72 g
Datos en m oles
1 m ol
5 m ol
3 mol
4 m ol
Respuesta en gramos
5 (m ol de O2 ) и 32 (g/mol) ϭ 160 g 3 (mol de CO 2 ) и 44 (g/mol) ϭ 132 g x
ϭ
160 g de O 2
y
ϭ
132 g de CO 2
6 Las reacciones químicas
6.36 La reacción de combustión del butano se representa mediante la siguiente ecuación química. 2 C4H10 (g)
13 O2 (g) → 8 CO2 (g)
10 H2O (l)
¿Cuántos moles de butano y de oxígeno se necesitan para formar 24 moles de agua?
Ecuación quím ica ajustada
2 C4 H 10 (g )
Los m oles Los m oles en gram os Nueva proporción en moles con el dato
ϩ
13 O 2 (g)
10 H 2 O (l)
13 m ol
8 m ol
10 m ol
2 и 58 g 116 g
13 и 32 g 416 g
8 и 44 g 352 g
10 и 18 g 180 g
4 10
ϭ
1 3 (m o l d e O ) y ᎏ ᎏ ᎏ ᎏ 1 0 (m o l H O ) 24 (m o l H O) 2
ϭ
2
Se expresan las cantidades en gramos
ϩ
2 mol
2 (m o l d e C H ) x ᎏ ᎏ ᎏ ᎏ; 1 0 (m o l H O ) 24 (m ol H O) x
8 CO 2 (g )
→
2
4,8 mol de C4 H 10 ;
y
4,8 (mol de C4 H 10 ) и 58 (g/mol)
ϭ
ϭ
2
ϭ
2
31,2 mol de O2
278,4 g de butano
Se necesitan 4,8 mol de C4 H 10 y 31,2 mol de O 2 . 6.37 El proceso 2 SO2 (g)
O2 (g) → 2 SO3 (g) ocurre sin cambiar la temperatura ni la presión.
a) Calcula el volumen de O2 que se consume en esta reacción, si se emplean 18 L de SO2. b) ¿Qué volumen de SO3 se formará?
Ecuación ajustada
2 SO 2 (g )
Volúmenes en la ecuación
ϩ
O 2 (g )
→
2 SO3 (g)
2 volúm enes
1 volum en
2 volúmenes
18 L
9L
18 L
Nueva proporción a) Se consumen 9 L de O2 . b) Se formarán 18 L de SO3 .
6.38 Calcula la energía que se desprende en la reacción de combustión representada por esta ecuación termoquímica, si en la reacción se han utilizado 30 moles de oxígeno. C (s)
O2 (g) → CO2
393,5 kJ
Según la ecuación, 1 mol de C reacciona con 1 mol de O 2 produciendo 1 mol de CO 2 y desprendiendo 393,5 kJ de energía. Si se han utilizado 30 mol de O 2 , será necesario emplear 30 mol de C. Por tanto, la energía desprendida será: 30 и 393,5 kJ ϭ 11805 kJ 6.39 Dada la ecuación química: 2 H2S (g)
3 O2 (g) → 2 SO2 (g)
2 H2O (g)
a) ¿Cuántos moles de dióxido de azufre y de agua se formarán a partir de 20 moles de sulfuro de hidrógeno? b) ¿Cuántos moles de oxígeno serán necesarios?
Proporción en moles
2 H2 S (g) 2 mol
Nueva proporción en moles con el dato a) Se formarán 20 mol de SO2 y 20 mol de H 2 O. b) Serán necesarios 30 mol de O 2 .
20 m ol
ϩ
3 O 2 (g ) 3 m ol 30 m ol
→
2 SO2 (g) 2 m ol 20 m ol
ϩ
2 H 2 O (g) 2 m ol 20 m ol
6 Las reacciones químicas
6.40 Calcula la cantidad de CaO que se producirá al descomponer 500 g de CaCO3 sólido según la siguiente ecuación química:
CaCO3 (s) → CaO (s)
Ecuación quím ica ajustada y proporción en moles
CaCO 3 (s) 1 mol
Se pasan los m oles a gram os
CO2 (g) →
100 g
El dato, 500 g de CaCO 3 , se expresa en moles
ϭ
CaCO3 (s) 5 mol
Se escriben las cantidad es en m asa
CO 2 (s) 1 m ol
ϩ
56 g
1 ( m o l d e C) ᎏ ᎏ 1 0 0 (g )
Nueva propo rción en mo les con el dato
CaO (g) 1 m ol
x ᎏ ᎏ⇒x 50 0 (g )
→
ϭ
44 g 5 m ol de C
CaO (s) 5 m ol
CO 2 (g ) 5 m ol
ϩ
5 (mol de CaCO3 ) и 100 (g/mol) ϭ 500 g 5 (m ol de CaO) и 56 (g/mol) ϭ 280 g
Se producirán 280 g de CaO. 6.41 Teniendo en cuenta la reacción química representada por la ecuación: 4 Fe (s)
3 O2 (g)
→
2 Fe2O3 (s)
¿Es posible obtener 1920 g de trióxido de dihierro a partir de 1344 g de hierro?
Ecuación quím ica ajustada y proporción en m oles
4 Fe (s) 4 mol
Se pasan los moles a gram os
4 и 56 g
El dat o, 1 344 g de Fe, se expresa en moles
ϩ
3 и 32 g
1 (m o l d e Fe) ᎏ 56 ᎏ (g )
ϭ
1 (m o l de Fe O ) ᎏ ᎏ 1 6 0 (g ) 2
Nueva propo rción de mo les con el dato
3 O 2 (g ) 3 m ol
3
→
2 Fe2 O 3 (s) 2 m ol 2 и 160 g
x ᎏ ᎏ ⇒ x ϭ 2 4 m ol d e Fe 1 34 4 (g) ϭ
x ᎏ ᎏ ⇒ x ϭ 1 2 m ol de Fe2O 3 1 92 0 (g)
Como 4 mo l de Fe produ cen 2 mo l de Fe2 O 3 , la nueva proporción es posible, 24 m ol de Fe producirán 12 m ol de Fe2 O 3 .
Sí que es posible obtener 1920 g de trióxido de dihierro.
6 Las reacciones químicas
6.42 La casiterita, que contiene un 80% de óxido de estaño (IV), SnO2, es el principal mineral para la extracción de estaño según esta reacción:
SnO2 (s)
C (s) → Sn (l)
CO2 (g)
Si han reaccionado 50 g de casiterita: a) ¿Cuántos gramos de carbono se han utilizado? b) ¿Qué cantidad de estaño se habrá producido?
80% de 50 g de mineral
ϭ
40 g de SnO 2 .
Ecuación quím ica ajustada y proporción en m oles
SnO 2 (s) 1 mol
Se pasan los moles a gram os
150,7 g
El dato, 40 g de SnO 2 , se expresa en moles Nueva propo rción en mo les con el dato Se escriben las cantidad es en m a sa
a) Se han utilizado 3,24 g de C. b) Se han producido 32,05 g de Sn.
ϩ
2
0,27 m ol
→
12,0 g
1 (m o l d e SnO ) ᎏ ᎏ 15 0 ,7 (g ) SnO 2 (s)
C (s) 1 m ol
ϭ
ϩ
x ᎏᎏ ⇒ x 24 (g)
ϭ
ϭ
→
Sn (l) 0,27 mol
3,24 g ϭ
CO 2 (g ) 1 m ol 44,0 g
0 ,2 7 m o l d e Sn O2
0,27 m ol
0,27 (mol de Sn) и 118,7 (g/mol)
ϩ
118,7 g
C (s)
0,27 (mol de C) и 12,0 (g/mol)
Sn (l) 1 m ol
32,05 g
ϩ
CO 2 (g ) 0,27 mol
6 Las reacciones químicas
PA R A
P E N S A R
M Á S
6.43 La oxidación del hierro es un proceso que está representado por esta
ecuación química: 2 Fe (s)
O2 (g) → 2 FeO (s)
a) En una reacción de este tipo reaccionan 32 g de oxígeno. Calcula la cantidad de óxido de hierro (II) que se formará. b) ¿Cuánto hierro es necesario? ¿Qué sucede si se añade más hierro? Ecuación quím ica ajust ada
2 Fe (s)
Proporción en m oles
O 2 (g )
ϩ
2 m ol
Se pasan los m oles a gram os
2
El dato, 32 g de O 2 , se expresa en moles
и
2 FeO
→
1 m ol
55,9 g
2 m ol
32,0 g
2
и
71,9 g
32 g de O 2 es 1 mol de O 2
Nueva propo rción en mo les con los datos
2 Fe (s)
O 2 (g )
ϩ
2 m ol
Se escriben las cantidades en masa
2 FeO
→
1 m ol
2 (mol de Fe)
и
2 (mol de FeO)
55,9 (g/mol) и
ϭ
71,9 (g/mol)
2 m ol 111,8 g
ϭ
143,8 g
a) Se formarán 143,8 g de FeO. b) Son necesarios 111,8 g d e Fe. Si se añade más hierro, el exceso añadido no reacciona y queda in alterado. 6.44 El metano es el principal componente del gas natural. La ecuación termoquímica de la combustión del
metano es: CH4 (g)
2 O2 (g) → CO2 (g)
2 H2O (l)
890,3 kJ
a) ¿Qué energía se desprende si se consumen 64 g de metano? b) ¿Cuántos gramos de metano se habrán consumido si se han desprendido 7122,4 kJ? Ecuación term oquím ica ajustada
CH 4 (g )
Proporción en m oles
1 m ol
Se pasan los m oles a gram os
16 g
2 O 2 (g )
ϩ
CO 2 (g )
→
2 m ol 2
El dato, 64 g de CH 4 , se expresa en moles
1 (m o l d e CH ) ᎏ ᎏ 1 6 (g )
Nueva propo rción en mo les co n e l d at o
CH4 (g )
4
ϭ
и
4 m ol
2 H 2 O (l)
1 m ol
32 g
x 64 (g )
ᎏᎏ → x
ϭ
ϩ
890,3 kJ
ϩ
890,3 kJ
2 m ol
44 g
2 O 2 (g )
ϩ
ϩ
2
и
18 g
4 m ol de CH 4 CO 2 (g )
→
8 m ol
ϩ
4 m ol
2 H 2 O (l)
8 m ol ϭ
Se tiene en cuenta que por cada mol de metano se desprenden 890,3 kJ Se pasan los m oles a gram os a) Se desprenden 3 561,2 kJ. b) Se consumen 128 g de metano.
1 ( m o l de CH ) x ᎏ ᎏ ᎏ ᎏ 8 9 0 ,3 (k J) 7 1 2 2 , 4 ( kJ) 4
8 (m ol de CH4 )
и
ϭ
16 (g/mol)
ϭ
→
x
ϭ
8 m ol de CH 4
128 g de CH 4
4 и 890,3 3 561,2 kJ
6 Las reacciones químicas
6.45 La siguiente reacción química entre gases transcurre sin variar la presión y la temperatura.
2 NO (g)
O2 (g) → 2 NO2 (g)
a) Halla el número de moléculas de NO necesarias para obtener 50 moléculas de NO2. b) ¿Qué relación guardan los volúmenes de O2 y de NO2 que reaccionan? c) Determina los gramos necesarios de NO para obtener 276 g de NO2. Ecuación quím ica ajustada y proporción en moléculas
2 NO (g)
O 2 (g )
ϩ
→
2 NO 2 (g )
2 m oléculas
1 m olécula
2 m oléculas
Nueva proporción en moléculas con el dato
50 m oléculas
25 m oléculas
50 m oléculas
Proporción en volum en y en m oles
2 volúm enes
1 volum en
2 volúm enes
2 m ol
1 m ol
2 m ol
El dato, 276 g de NO 2 , se expresa en moles Nueva proporción en moles con los datos Se pasan los m oles a gram os
1 (m o l d e NO ) ᎏ ᎏ 4 6 ( g) 2
ϭ
x ᎏ ᎏ→x 27 6 (g )
6 m ol 6 (m ol de NO)
3 m ol и
30 (g/mol)
a) Son necesarias 50 moléculas de NO. b) La relación en volumen es: 1 volumen de O2 por cada 2 volúmenes de NO 2 . c) Se necesitan 180 g de NO.
ϭ
ϭ
180 g
6 m ol de NO 2 6 m ol
6 Las reacciones químicas
T R A B A J O
1
E N
E L
L A B O R A T O R I O
De todos los precipitados, ¿cuál es el que más ha cambiado de color? Investiga qué aplicación práctica de la vida cotidiana tiene dicho producto.
El que más cambia de color es el yoduro de plata. Se emplea para fabricar emulsiones fotográficas. 2
Las reacciones químicas en las que se forma un precipitado en el fondo se llaman de precipitación. Teniendo en cuenta que los precipitados son cloruro de plata y yoduro de plata, formula cada una de las sustancias y escribe las ecuaciones químicas correspondientes.
KCl (aq)
ϩ
AgNO 3 (aq)
→
KN O 3 (aq)
ϩ
AgCl (s)
KBr (aq)
ϩ
AgNO 3 (aq)
→
KN O 3 (aq)
ϩ
AgBr (s)
KI (aq)
ϩ
AgNO 3 (aq)
→
KN O 3 (aq)
ϩ
AgI (s)
