UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
TALLER DE QUIMICA NOTA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL NOMBRE Y APELLIDOS: CODIGO:
Mgr. José Antonio Antonio Valeriano Valeriano Zapana
Universidad Alas Peruanas
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS SEDE- MOQUEGUA
GUIA DE EJERCICIOS: ESTEQUEOMETRIA
EJERCICIOS RESUELTOS
Ejemplo Nº 1 Supongamo !ue "enemo #$% g &e '(e))o* +Cu,n"o ,"omo &e '(e))o e",n -on"en(&o en &(-'a maa.
Solución Por tabla periodica, sabemos que el peso atómico del Fe es 55,85 uma (unidades de masa atómica). Esto significa que si epresamos dic!o peso en gramos, nos estamos refiriendo a un mol de "tomos de Fe. Entonces: # mol de "tomos de Fe pesa 55,85 g, $ por lo tanto, corresponde a %,&' #&' "tomos. partir de este raciocinio podemos plantear lo siguiente:
55,85 g de Fe %,&' #& "t "tomos de Fe ''
*
'5& g de Fe +
+ * ',% #&'- "tomos de Fe Eje)-(-(o Nº #/ Sa0(en&o !ue el peo a"m(-o &el 2)an(o e #34*%# &e"e)m(na) la maa en g)amo &e 1 ,"omo &e u)an(o/
Solución: l aplicar el concepto de mol, deducimos que un mol de "tomos "tomos de uranio uranio contiene %,&' #&' "tomos de uranio $ pesa '8,&' g. Entonces podemos plantear: %,&' #&' "tomos de * '8,&' g
# "tomo de +
+ * ,5 #&/'' 0bser1amos en el resultado anterior lo insignificante que en cuanto a masa son los "tomos. Este concepto tambi2n nos permite relacionar cualquier masa de una sustancia dada con el numero de moles contenidos en ella. Por e3emplo,
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Eje)-(-(o nº 3 +-u,n"o mole &e ,"omo &e l("(o e",n -on"en(&o en 1 5g/ &e e"e me"al.
Por tabla sabemos que # mol de 4i tiene una masa de %,- g. Entonces, podemos plantear: # mol de 4i %,-g
*
+ #.&&&g
+ * #--,& moles de 4i Ejercicio Nº 4 Pa)a una )ea--(n !u6m(-a e )e!u(e)e -on"a) -on %*#$ mol &e o&(o/ +7u8 maa &e Na 'a0)6a !ue pea).
Solución: Por tabla sabemos que el peso atómico del a es ' ('',8):
# mol de a 'g
*
&,'5 mol de a +
+ * 5,65 g 7abra que pesar 5,65 g de sodio para tener &,'5 mol de sodio. Eje)-(-(o Nº $ Sa0(en&o !ue el peo a"m(-o &el 2)an(o e #34*%#* &e"e)m(na) la maa en g)amo &e 1 ,"omo &e u)an(o/
Solución: l aplicar el concepto de mol, deducimos que un mol de "tomos de uranio contiene %,&' #&' "tomos de uranio $ pesa '8,&' g. Entonces podemos plantear: %,&' #&' "tomos de * '8,&' g
# "tomo de +
+ * ,5 #&/'' 0bser1amos en el resultado anterior lo insignificante que en cuanto a masa son los "tomos. Este concepto tambi2n nos permite relacionar cualquier masa de una sustancia con el n9mero de moles contenidos en ella. Por e3emplo* +-u,n"o mole &e ,"omo &e l("(o e",n -on"en(&o en 1 5g/ &e e"e me"al.
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Por tabla sabemos que #mol de 4i tiene una masa de %,- g. Entonces, podemos plantear: # mol de 4i + * %,- g #.&&& g + * #--,& moles de 4i Eje)-(-(o Nº9 Pa)a una )ea--(n !u6m(-a e )e!u(e)e -on"a) -on %*#$ mol &e o&(o/ +7u8 maa &e Na 'a0)6a !ue pea).
Por tabla sabemos que el peso atómico del a es ' ('',8):
# mol de a
*
' g
&,'5 mol de a +
+ * 5,65 g 7abra que pesar 5,65 g de sodio para tener &,'5 mol de sodio. Eje)-(-(o Nº +Cu,n"o ,"omo &e o&(o e",n -on"en(&o en lo $*$ g &e o&(o &el eje)-(-(o an"e)(o).
' g de a %,&' #&'
5,65 g +
+ * #,5# #&' "tomos de a ambi2n se puede plantear que: # mol de "tomos de a %,&' #&
'
*
&,'5 mol de "tomos de a +
+ * #,5# #&' "tomos de a
Eje)-(-(o Nº 4
En una reacción qumica se obser1a que por cada ' "tomos de Fe se requieren tres "tomos de oigeno. ;
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Solución: os dicen que ' "tomos de Fe reaccionan con "tomos de 0, esta relación de combinación con moles de "tomos de 0. Entonces, epresemos la masa de Fe en moles: # mol de "tomos de Fe * 55,85 g
+ &,8
+ * %,8 #& /' mol de "tomos de Fe Entonces: ' mol de "tomos de Fe mol de "tomos de 0
*
%,8 #& /'mol de "tomos de Fe +
+ * &, mol de "tomos de 0
!ora epresemos los moles de 0 en gramos: # mol de "tomos de 0 #% g
*
&, mol de "tomos de 0 +
+ * &,#% g de 0 Se requieren &,#% g de 0 para reaccionar con &,8 g de Fe.
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Maa Mola)/ Eje)-(-(o Nº 1
omando como referencia el compuesto bicarbonato de sodio: a7<0 , $ a partir de los 1alores de masas atómicas, epresados tanto en gramos, indquese el numero de "tomos presentes en la mol2culas $ en el mol del compuesto. >asa en gramos: # mol de mol2culas # mol de "tomos de a : %,&' #& ' "tomos de a : '',8 g # mol de "tomos de 7 : %,&' #&' "tomos de 7 : #,&&8 g # mol de "tomos de < : %,&' #&' "tomos de < : #',&& g moles de "tomos de 0 : #8,&% #&' "tomos de 0 : -8 g % moles de "tomos : ,% #&'- "tomos totales: 8, g >olar
>asa
olecular
%,&' #& ' "tomos %,&' #& ' mol2culas
P.atómico P.
Eje)-(-(o Nº #
n mol de mol2culas de 7'0 tiene una masa de #8 g. ?eterminar la masa en gramos de una mol2cula de agua. Sabemos que # mol contiene %,&' #& ' mol2culas de agua, entonces: #8 g %,&' #& mol2culas /'
+ * ', #&/' g
Eje)-(-(o Nº 3
*
+ # mol2cula
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un globo de goma cu$a masa es de 5,&& g se le insufla oigeno puro $ una 1e@ inflado se cierra. Se pesa el sistema $ se encuentra que a!ora la masa es de 5,&5 g. asa de oigeno * 5,&5 g A 5,&& * &,&5 g # mol de 0'
*
' g
+ &,&5 g
+ * #,5% #&/ mol2culas #mol %,&' #&
/'
mol2culas
*
#,5% #&/ mol +
+ * ,- #&'& mol2culas
Eje)-(-(o Nº ;
El gas natural que se comen@ara a usar en
;cu"ntos moles de mol2culas est"n contenidos en dic!a masa= ;cu"ntas mol2culas de <7- est"n contenidas= ;cu"ntos moles de "tomos de cada elemento est"n contenidos= ;cu"ntos "tomos de cada elemento est"n contenidos= Sabemos por tabla que la masa molecular del <7- es #% g. Entonces: a) #% g de <7-
* # mol de mol2culas
#5& g de <7+
+ * ,8 moles de mol2culas de <7b) # mol de mol2culas ,8 mol de mol2culas * ' %,&' #& mol2culas + + * 5,%5 #&'- mol2culas c) Si obser1amos la formula de <7 -, concluimos que en # mol de mol2culas de <7- !a$ un mol de "tomos de < $ - moles de "tomos de 7. Por lo tanto, en ,8 mol de mol2culas !abr" ,8 moles de "tomos de < $ - ,8, es decir, 6, 5' moles de "tomos de !idrógeno.
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d) # mol de "tomos de < %,&' #& "tomos de < '
*
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,8 mol de "tomos de < +
+ * 5,%5 #&'- "tomos de < ?e la misma forma se calcula los "tomos de !idrógeno: "tomos de 7
Btomos de !idrógeno * 6,5' %,&' #&' * ','% #&'5
Eje)-(-(o Nº $
asa molar : '-,&% gmol ?eterminemos a!ora el n9mero de moles contenidos en los '5 g del compuesto: # mol de Pb (<'75)'-,&% g
*
+ '5 g
+ * &,&66 mol # mol de Pb (<'75)%,&' #& "tomos de Pb '
*
+ * -,%- #&'' "tomos de Pb
E
&,&66 mol de Pb (<'75)+
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Eje)-(-(o pa)a &ea))olla):
#. ;
* %,'6 mol
b) 5,'5 #&'& "tomos de
* 8,6 #&/- mol
c) #,'5 # mol2culas de 7
* ',&8 #&/ mol
'. ;
* -,'# #&'- "tomos
b) # mol de 7'0
* %,&' #&' "tomos
c) #&& g de <0
* ',#5 #&'- "tomos
d) 5 g de
* %,' #&' "tomos
. na gotita de mercurio tiene un 1olumen de &, m4. omando en consideración que la densidad del 7g. es #,% gm4, ;cu"ntos "tomos de 7g est"n contenidos en dic!o 1olumen= * -,&8 #&'& "tomos
Volumen mola)
n mol de cualquier gas en condiciones normales de presión $ temperatura (# atmósfera $ 0G<) ocupa un 1olumen de '',- litros. A'o)a e"amo en -on&(-(one &e )ela-(ona) el mol* la mol8-ula* lo ,"omo > la maa &e lo gae -on u ?olumen/
s por e3emplo podemos tener las siguientes relaciones:
# mol de 7' c.n.
'g
%,&' #&' mol2culas
'',- 4 en
# mol de
6&, g
%,&' #&' mol2culas
'',- 4 en
# mol de 0' c.n.
' g
%,&' #&' mol2culas
'',- 4 en
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4a figura muestra distintas masas de sustancias en relación con un mismo numero de mol2culas $ un mismo 1olumen en condiciones normales.
H2
N2
'g #mol %,&'#&' '',- l O2
'8 g # mol %,&' #&' '',- 4 NH3
' g # mol %,&' #&' '',- 4
#6 g # mol %,&' #&' '',-4
pliquemos este nue1o concepto $ sus deri1aciones en los e3emplos que se presentan a continuación: Eje)-(-(o Nº 1
;Hu2 1olumen en condiciones normales ocupan &,5 moles de 7 '= Sabemos que: # mol de 7' en c.n. * '',- 4
&,5 mol de 7' +
+ * ##,' 4 Eje)-(-(o Nº #
;Hu2 1olumen en condiciones normales ocupan #,68 #& '5 mol2culas de 0'= enemos que: 0'
%,&' #&' mol2culas de 0' en c.n. '',- 4 + * %%', 4
Eje)-(-(o Nº 3
*
#,68 #&' mol2culas de +
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n recipiente de litros de capacidad contiene gas amoniaco (7 ) en condiciones normales. ;Hu2 masa del gas esta representada en este 1olumen= Solución: os piden relacionar la masa del gas con su 1olumen molar. # mol de 7 en c.n. '',- 4
*
+ 4
+ * &,#- mol de 7 # mol de 7
*
#6 g
&,#- mol +
+ * ','8 g de 7 Por lo tanto, en condiciones normales 4 de 7 corresponden a una masa de ','8 g Ejercicio Nº 4
En una reacción qumica se !an desprendido8,5 g de un gas desconocido, que en condiciones normales ocupa un 1olumen de ',5 4. ?eterminar la masa molar (peso molecular) de dic!o gas. # mol en c.n. '',- 4
*
+ ',5 4
+ * &,##' mol &,##' mol 8,5 g
# mol * +
+ * 65,8 gmol
Rela-(one e"e!u(om8")(-a/
4as ecuaciones qumicas constan de dos miembros, uno de ellos corresponde a los reactantes que se escriben a la i@quierda $ el otro
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corresponde a los productos, los que se escriben a la derec!a. mbos miembros se separan por una flec!a que indica el sentido de la reacción. En las reacciones de equilibrio se coloca una doble flec!a. Por otro lado, debemos recordar que las ecuaciones qumicas siempre se presentan en forma equilibrada, lo que permite conocer las relaciones cuantitati1as a ni1el de moles $ de masa de las sustancias que participan. ambi2n informan acerca de los 1ol9menes de las sustancias cuando se trata de gases. Deamos el siguiente e3emplo: N#@g
3#@g
# N3@g
# mol de ' reacciona con moles de 7' $ se forman ' moles de 7 '',- 4 de ' reaccionan con %6,' 4 de 7 ' $ se forman --,8 4 de 7 en c.n. '8 g de ' reaccionan con % g de 7 ' $ se forman - g de 7 %,&' #&' mol2culas de ' reacciones con #8,&% #&' mol2culas de 7' $ se forman #',&- #&' mol2culas de 7. al nme)o &e ,"omo &e lo p)o&u-"o/
Ejemplo N º 1
4a combustión del gas metano (<7-) en presencia de oigeno 0' produce dióido de carbono (<0 ') $ agua 7'0. ;
<0' J '7'0
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;Hu2 nos piden determinar= El peso de <0 ' que se produce a partir de 5& g de <7-.
5& g de <7-
*
+
+ * #6,5 g de <0'
Ejercicio Nº 2
na muestra de #5& g de magnesio (>g) se trata adecuadamente con "cido clor!drico. ;Hu2 1olumen de !idrógeno se producir" en condiciones normales= In"e)p)e"a-(n : 4os reactantes son el >g $ el 7
productos es 7', el otro es la sal >gg J '7gg es '-, g, $ de acuerdo con la ecuación se produce # nol de 7 ' que en condiciones normales ocupa un 1olumen de '',- 4. Entonces podemos escribir: '-, g de >g '',- 4 de 7'
*
#5& g de >g +
+ * #8, 4 de 7'
Ejercicio Nº 3
piden determinar la masa de K
*
+ 65& mm de 7g
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+ * &,86 atm
n*
PD
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* '5 J '6 * '8 K
*
&,86 atm 5 4
* &,' moles de 0' &,&8' atm 4mol K '8 K
elacionemos este 1alor con la estequiometra de la ecuación: 'K
'K
*
&,' moles de 0'
+ * &,# moles de K
*
&,# moles de K
+ * #%, g de K
Eje)-(-(o pa)a &ea))olla):
+
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#. partir de la ecuación: ' < 78 J 60' %<0' J 87'0, determinar los gramos de <0 ' que se producen en la combustión de , #&' mol2culas de propano. * %% g de <0' './
MnS0- J 7'
* #,6 4 de 7'
./Encontrar el 1olumen de gas cloro medido a '5G< $ 65& mm de 7g que se puede obtener al reaccionar #&& g de permanganato de potasio (K>n0-) con eceso de 7n0- J #%7
'Kn
-./
6./4a degradación de la glucosa, proceso mu$ comple3o que ocurre en el cuerpo !umano, puede representarse como: <%7#'0% J %0'
%<0' J %7'0
Si nuestro cuerpo consume 5&& g de glucosa, ;qu2 masa de <0' $ 7'0 se produce simult"neamente= <0'
* 6, g de
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8./4a urea (7')'<0, compuesto nitrogenado que se usa como fertili@ante, puede sinteti@arse a partir de la reacción entre amoniaco $ dióido de carbono: '7 J <0'
(7')'<0 J 7'0
En cierto proceso se !acen reaccionar '5- g de 7 con -5%,8 g de <0'. ?eterminar la masa de urea que se forma. urea
* --8,'- g de
./El cianuro de !idrógeno arde en presencia de oigeno produciendo dióido de carbono, nitrógeno $ agua: -7< J 50'
-<0' J '' J '7'0
* & moles de
#&./na muestra de #& g de @inc se trata adecuadamente con "cido sulf9rico: Mn(s) J 7'S0-(ac)
MnS0-(ac) J 7'(g)
Más ejercicios en: - R. Chang. Química General
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<4<40S E404. 1/
a) 4a cantidad de mol2culas de 7'0 contenidas en #.5 mol de agua. R: /%31%#3
b) 4a cantidad de "tomos de 0 e 7 en la muestra anterior. R: /%31%#3 > 1/411%#;
c) 4os moles de 7'S0- que corresponde a .& #&'- mol2culas de este "cido. R: 1$ #.
masas de sustancias: a) Cones Oa'J $ iones /1; Cl b) >ol2culas de 0' en &.& g de gas oigeno (0') R: /341% 3 $/
a) 4os moles correspondientes a un 1olumen de '&' cm de 0' R: /%#1% 3
b) El 1olumen ocupado en c.n por &.'5 moles de
/ ?eterminar cuantos moles de a07 (!idróido de sodio) !a$ en #.& g de esta sustancia= R: #$ 4/
"cido=
R: %/9 / ?eterminar cu"ntas moles !a$ en # mg de 7'0.R:$/$91% $ 1%/
P/A
ELEMEN=O
P/A
5' #' #% ' ' ##'
5 # 8& #6 5%
<7- (gas
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REACCIONES 72IMICAS
Eje)-(-(o pa)a p)a-"(-a) o0)e -,l-ulo e"e!u(om8")(-o 1/ a ;Hue tendr" m"s masa: ' 4 de !idrógeno (7 ') o ' 4 de nitrógeno (')= ;por qu2= 0 ;Hu2 ocupar" m"s 1olumen: ' g de !idrógeno o ' g de nitrógeno= ;por qu2= - ;Hu2 tendr" m"s masa: ' moles de !idrógeno o '
moles de nitrógeno= ;por qu2= QEn todos los casos, suponiendo que ambos gases se encuentran en las mismas condiciones de presión $ temperaturaR Q>asas atómicas: 7:# :#-R #/ Eplica cómo prepararas #5& cm de disolución &.- > de a07. Q>asas atómicas: a: ' 0: #% 7: #R 3/ enemos dos moles de agua $ dos moles de amonaco, por tanto podemos afirmar que: enemos m"s mol2culas de agua (masa molecular: #8) que de amonaco (masa molecular: #6) enemos la misma cantidad de mol2culas de agua que de amonaco enemos la misma masa de agua que de amonaco enemos m"s masa de agua que de amonaco
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;/ Preparamos en un recipiente -&& cm de disolución de a
Podemos afirmar que: En ese recipiente !abr" -&& cm de agua En ese recipiente !a$ #.' moles de sal En ese recipiente !a$ &.% moles de iones En ese recipiente !a$ &.-8 moles de iones $/ ?ada la siguiente reacción: < J 0' (g) <0' (g), podemos afirmar que: Por cada mol de carbono reaccionan dos moles de ogeno produciendo # mol de dióido de carbono Por cada mol2cula de carbono reacciona una mol2cula de ogeno produciendo una mol2cula de dióido de carbono Por cada gramo de carbono reacciona una gramo de ogeno produciendo un gramo de dióido de carbono Por cada ''.- litros de ogeno que reaccionan se producen otros ''.- litros de dióido de carbono, todo ello medido en condiciones normales 9/ partir de los siguientes 1alores de las masas atómicas: 0: #% Or: 8&, podemos afirmar que: 4a masa de una mol2cula de óido de bromo (CCC) es de '&8 gramos En un gramo de óido de bromo (CCC) !a$ '&8 mol2culas En # mol de óido de bromo (CCC) !a$ %,&' #&' mol2culas # mol de óido de bromo (CCC) equi1ale a '&8 gramos de esa misma sustancia # mol de óido de bromo (CCC) equi1ale a #'8 gramos de esa misma sustancia / ; de ioduro de magnesio (>gC')= Q>asas atómicas: C: #'6 >g: '-.R 4/ Eplica cómo prepararas 5&& cm de una disolución acuosa de "cido sulf9rico (7'S0-) de concentración &.' >. Q>asas atómicas: S: ' 0: #% 7: #R / El nitrógeno ( ') $ el !idrógeno (7 '), ambas sustancias gaseosas en condiciones normales, se unen para dar amonaco (7 ). Escribe la ecuación qumica correspondiente a ;asas atómicas: 7:# :#-R 1%/ El "cido clor!drico (7 de "cido clor!drico ser" necesario para !acer desaparecer #,% g de cobre= 0 ;Hu2 1olumen de !idrógeno, medido a '& U< de temperatura $ # atm de presión podr" recogerse de esa reacción= - ;asas atómicas:
11/ 4a combustión del butano (< -7#&) consiste en su reacción con el ogeno
(0') para producir dióido de carbono (<0 ') $ agua (7'0). asas atómicas: <: #' 7: # 0: #%R
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1#/ a Eplica cómo prepararas '&& cm de una disolución &.5 > de "cido
clor!drico (7asas atómicas: 7:# de ioduro pot"sico (KC) (cantidades, procedimiento, etc.) 0 Ec!amos % cm de esa disolución en un tubo de ensa$o, ;cu"l ser" su concentración=, ;cu"ntos moles de iones !abr" en el tubo de ensa$o=, ;cu"ntos iones !abr" en el tubo= QCodo: 9mero atómico: 5 >asa atómica: #'6R QPotasio: 9mero atómico: # >asa atómica: R 1;/ El "cido sulf9rico (7'S0-) ataca al cobre ( de "cido sulf9rico, $ #.5 g de cobre. Eplica lo que !abr" en el tubo de ensa$o despu2s de que se !a$a producido la reacción, $ cu"nto !abr" de cada sustancia. asa atómicas: 7: # 0: #% S: ' asas atómicas: 7:# 0: #% S: ' Mn: %5.-R 19/ El óido de cobre (CC) (asas atómicas: asas atómicas: : #- 0: #%R 14/ En determinadas condiciones, el !ierro (Fe) reacciona con el ogeno (0') para dar óido de !ierro (CC) (Fe0). ;asas atómicas: Fe: 55.8 0: #%R 1/ ;asas atómicas: Pb: '&6.' S: 'R #%/ a omamos '&& cm de una disolución &.5 > de !idróido de bario QOa(07)'R en agua. ;
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qumica correspondiente a esa reacción 0/#
#V. Se !ace reaccionar !idrógeno gaseoso con nitrógeno gaseoso para dar amonaco tambi2n en forma gaseosa. Si partimos de -& gramos de !idrógeno $ && gramos de nitrógeno, calcular: a) eacti1o en eceso $ que cantidad sobra. b) de "cido sulf9rico. Sabiendo que se produce una reacción de despla@amiento, calcular: a) eacti1o limitante $ cuanto sobra del reacti1o en eceso. b) Dolumen de !idrógeno medido a /'5 V< $ #&&& mm de 7g. c) >asa de sulfato de magnesio formada. V. El magnesio reacciona con dióido de a@ufre gaseoso para dar óido de magnesio $ a@ufre ambos sólidos.
5V. Se !acen reaccionar ' litros de una disolución ' > de "cido ntrico con # litro de una disolución al -& N de !idróido de calcio $ densidad #W' gml.
6V.