Sustancias reaccionantes. reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio ejercicio n° 1 Problema n° 1) ¿Qué masa de ácido sulfúrico se podrá obtener a partir de 250 g de azufre 98 % de pureza? Desarrollo !a ecuaci"n de formaci"n del tri"#ido de azufre es la siguiente$
2
&
'(2
)
2('
2.'2*0+, g & '-5*999, g/
2'2*0+, '.2-5*999, & g g/ & +,*-28 g 95*99+, g
-+0*-2,, g
1ediante regla de tres simple calculamos ue masa de azufre puro inter3iene$ -00 % ) 250 g de 98 %
) m azufre .98 %/.250 g de /$.-00 %/
m azufre 2,5 g de azufre puro 4on éste resultado mediante regla de tres simple calculamos la masa de tri"#ido de azufre obtenido$ +,*+, *-28 28 g de de ) -+ -+0* 0*-2 -2,, ,, g de de ( (' 2,5 g de
) m tri"#ido de azufre .2,5 g de /.-+0*-2,, g de ('/$.+,*-28 g de /
m tri"#ido de azufre +--*6526 g de (' puro !uego la ecuaci"n de formaci"n del ácido sulfúrico es la siguiente$ ('
&
72(
)
'2*0+, g & '-5*999, g & 2-*00696 g & -5*999, g 80*0+22 g
&
-8*0-5', g
72(, 2-*00696 g & '2*0+, g & ,-5*999, g 98*0665, g
4on el 3alor de m tri"#ido de azufre mediante regla de tres simple calculamos la masa de ácido sulfúrico obtenido$ 80*0+22 g de ('
)
98*0665, g de 72(,
+--*6526 g de ('
)
m ácido sulfúrico
m ácido sulfúrico .+--*6526 g de ('/.98*0665, g de 72(,/$.80*0+22 g de ('/ m ácido sulfúrico 7!"07 # de $%S& puro
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 2 Problema n° %) ¿Qué masa de "#ido resulta necesaria para obtener '-50 g de ácido ntrico?* ¿cuántos moles de agua reaccionan? Desarrollo !a ecuaci"n de formaci"n del ác ido ntrico es la siguiente$
N2O5
+
H2O
→
2.HNO3
2.14,0067 g + 5.15,9994 g
+
2.1,00797 g + 15,9994 g
=
2.(1,00797 g +14,0067 g + 3.15,9994 g)
108,0104 g
+
18,01534 g
=
126,0257 g
1ediante regla de tres simple calculamos ue masa de "#ido ntrico necesaria$
126,0257 g de HNO3
→ 108,0104 g de N2O5
3150 g de HNO3
→ m óxido ní!i"o = (3150 g de HNO3).(108,0104 g de N2O5)#(126,0257 g de HNO3)
m "#ido ntrico %'!!"70( # de * %& ara calcular los moles lo :acemos de igual manera$
126,0257 g de HNO3
→ 1 mo$ de H2O
3150 g de HNO3
→ mo$ %g&% = (3150 g de HNO3).(1 mo$ de H2O)#(126,0257 g de HNO3)
mol agua % moles de a#ua
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 3 Problema n° +) e :acen reaccionar 5*5 litros de o#geno medidos en 4;< con cantidad suficiente de nitr"geno* calcular$ a/ !os moles de nitr"geno ue reaccionan b/ =olumen de nitr"geno necesario c/ ;úmero de moléculas del co mpuesto formado* sabiendo ue se obtiene an:drido ntrico Desarrollo !a ecuaci"n de formaci"n del an :drido ntrico es la siguiente$
5.O2
+
2.N2
→
2.N2O5
5.2.15,9994 g
+
2.2.14,0067 g
=
2.(2.14,0067 g + 5.15,9994 g)
159,994 g
+
56,0268 g
=
216,0208 g
>ecordemos ue en 4;< el 3olumen ue ocupa un mol de gas es 22*, litros* por lo tanto$
5.O2
+
2.N2
→
2.N2O5
5.22,4 $i!o'
+
2.22,4 $i!o'
=
2.22,4 $i!o'
112 $i!o'
+
44,8 $i!o'
=
44,8 $i!o'
a/ ara calcular los moles nitr"geno$
112 $i!o' de O2
→
2 mo$e' de N2
5,5 $i!o' de O2
→
mo$ ni!ógeno = (5,5 $i!o' de O2).(2 mo$e' de N2)#(112 $i!o' de O2)
mol nitr"geno 0"01 mol de * % b/ ara calcular el 3olumen nitr"geno$
112 $i!o' de O2
→
44,8 $i!o' de N2
5,5 $i!o' de O2
→
ni!ógeno = (5,5 $i!o' de O2).(44,8 $i!o' de N2)#(112 $i!o' de O2)
= nitr"geno %"% litros de * % c/ >ecordemos ue en un mol :a +*02-0 2' moléculas* luego$
112 $i!o' de O2 → 6,02.1023 mo$"&$%' de N 2O5 5,5 $i!o' de O2
→ mo$"&$%' de N2O5 = (5,5 $i!o' de O2).(6,02.1023 mo$"&$%' de N 2O5)#(112 $i!o' de O2)
moléculas "#ido ntrico %"!'%% mol,culas de * %&
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 4 Problema n° ) e uieren preparar '000 g de amonaco a partir de la reacci"n$ ;2 & '7 2 ) 2;7' 4alcular$ a/ =olumen de nitr"geno medido en 4;< necesarios b/ 1asa de :idr"geno necesaria Desarrollo !a ecuaci"n de formaci"n del an :drido ntrico es la siguiente$
N2
+
3.H2
→
2.NH3
2.14,0067 g
+
3.2.1,00797 g
=
2.(14,0067 g + 3.1,00797 g)
28,0134 g
+
6,04782 g
=
34,06122 g
>ecordemos ue en 4;< el 3olumen ue ocupa un mol de gas es 22*, litros* por lo tanto$
N2
+
3.H2
→
2.NH3
22,4 $i!o'
+
3.22,4 $i!o'
=
2.22,4 $i!o'
22,4 $i!o'
+
67,2 $i!o'
=
44,8 $i!o'
a/ i '000 g de amonaco '000000 g* para calcular el 3olumen nitr"geno medido en 4;<$
34,06122 g de NH3
→ 22,4 $i!o' de N2
3.000.000 g de NH3
→ ni!ógeno = (3.000.000 g de NH3).(22,4 $i!o' de N2)#(34,06122 g de NH3)
= nitr"geno 1.!7%.!1("17 litros de * % b/ ara calcular la masa :idr"geno$
34,06122 g de NH3
→ 6,04782 g de H2
3.000.000 g de NH3
→ m *id!ógeno = (3.000.000 g de NH3).(6,04782 g de H2)#(34,06122 g de NH3)
m :idr"geno 5'2+62*05' g de 7 2 +%"'7 # de $ %
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 5 Problema n° ) e uieren obtener -5 litros de di"#ido de carbono .4;
N%2O3
+
2.H$
2.23 g + 12 g + 3.16 g + 2.(1 g + 35,5 g) 106 g
+
73 g
→
O2
+
H2O
+
2.N%$
= 12 g + 2.16 g + 2.1 g + 16 g + 2.(23 g + 35,5 g) =
44 g
+
18 g
+
117 g
a/ ara calcular el ácido clor:drico$
22,4 $i!o' de O2
→
73 g de H$
15 $i!o' de O2
→
m H$ = (15 $i!o' de O2).(73 g de H$)#(22,4 $i!o' de O2)
m 74l ,8*88 g de 74l puro ara calcular el 3olumen de soluci"n de 74l '8 % p@p$
38
→
48,88 g
100
→
m 'o$&"ión = (100 ).(48,88 g)#(38 )
m soluci"n -28*+' g i A m@=
⇒
= m@ A
= .-28*+' g/@.-*-9 g@cmB/ / 10("1 cm b/ ara calcular la masa de ;a24('$
22,4 $i!o' de O2
→ 106 g de N%2O3
15 $i!o' de O2
→ m "%!-on%o de 'odio = (15 $i!o' de O2).(106 g de N%2O3)#(22,4 $i!o' de O2)
m carbonato de sodio 71 # de *a %&+ c/ ara calcular la masa de ;a4l$
22,4 $i!o' de O2
→ 117 g de N%$
15 $i!o' de O2
→ m "$o!&!o de 'odio = (15 $i!o' de O2).(117 g de N%$)#(22,4 $i!o' de O2)
m cloruro de sodio 7("+ # de *al
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 6 Problema n° ') Cl cobre reacciona con el ácido sulfúrico según la ecuaci"n$ 272(, & 4u ) ( 2 & 4u(, & 27 2( i se tienen '0 g de cobre 200 g de 7 2(,* calcular$ a/ ¿Qué reacti3o está en e#ceso en ué cantidad? b/ ;úmero de moles de (2 ue se desprenden c/ 1asa de 4u( , ue se forma Desarrollo !a ecuaci"n esteueométrica es la siguiente$
2.H2O4
+
&
→
O2
+
&O4
+
2.H2O
2.(2.1 g + 32 g + 4.16 g) + 63,5 g = 32 g + 2.16 g + 63,5 g + 32 + g 4.16 g + 2.(2.1 g + 16 g) 196 g
+ 63,5 g =
64 g
+
159,5 g
+
a/ ara calcular el reacti3o ue está en e#ceso comenzamos por cualuiera de los in3olucrados$
63,5 g de &
→
196 g de H2O4
30 g de &
→
m /"ido '&$!i"o = (30 g de &).(196 g de H2O4)#(63,5 g de &)
m ácido sulfúrico 92*+ g de 7 2(, Cl 2cido sul34rico est2 en e5ceso en la cantidad de$ 200 g de 7 2(, D 92*+ g de 7 2(, 107" # de $ %S& E partir de acá tomamos como dato los '0 g de 4u b/ Cl número de moles de (2 ue se desprenden será$
63,5 g de &
→
1 mo$ de O2
30 g de &
→
m dióxido de %&!e = (30 g de &).(1 mo$ de O2)#(63,5 g de &)
m di"#ido de azufre 0"7 mol de S& % c/ la masa de 4u( , será$
63,5 g de &
→
159,5 g de &O4
30 g de &
→
m '&$%o "!i"o = (30 g de &).(159,5 g de &O4)#(63,5 g de &)
m sulfato cúprico 7"+ # de uS&
36 g
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 7 Problema n° 7) Cl ácido brom:drico el ácido sulfúrico reaccionan según la ecuaci"n$ 72(, & 27Fr ) ( 2 & Fr 2 & 27 2( i reaccionan ' moles de 7 2(,* calcular$ a/ 1asa de 7Fr necesaria b/ ;úmero de moles de Fr 2 formados* sabiendo ue la reacci"n tiene un rendimiento del 90 % c/ =olumen de ( 2 ue se desprend e simultáneamente .medidos en 4;
H2O4
+
2.H!
→
O2
2.1 g + 32 g + 4.16 g
+
2.(1 g + 80 g)
=
32 g + 2.16 g
98 g
+
162 g
=
64 g
+
! 2
+
+ 2.80 g + +
160 g
2.H2O 2.(2.1 g + 16 g)
+
36 g
a/ la masa de 7Fr será$
1 mo$ de H2O4
→ 162 g de H!
3 mo$ de H2O4
→ m /"ido -!om*íd!i"o = (3 mo$ de H2O4).(162 g de H!)#(1 mo$ de H2O4)
m ácido brom:drico (' # de $6r b/ Cl número de moles de Fr 2 formados al -00 %$
1 mo$ de H2O4
→
1 mo$ de !2
3 mo$ de H2O4
→
mo$ -!omo = (3 mo$ de H2O4).(1 mo$ de ! 2)#(1 mo$ de H2O4)
mol bromo ' mol de Fr 2 al -00 % de rendimiento mol bromo 90 % mol bromo 0*90 0*9' mol de Fr 2 %"7 mol de 6r % c/ Cl 3olumen de di"#ido de azufre es$
1 mo$ de H2O4
→ 64 g de O2 = 22,4 $i!o' de O2
3 mo$ de H2O4
→ dióxido de %&!e = (3 mo$ de H2O4).(22,4 $i!o' de O2)#(1 mo$ de H2O4)
= di"#ido de azufre '7"% litros de S& %
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. TP-01 Estequiometría: Solución del ejercicio n° 8 Problema n° () 4uando se trata el cobre con ácido ntrico se produce una reacci"n según la ecuaci"n$ 87;(' & '4u ) '4u.;( '/2 & 2;( & ,7 2( 4alcular$ a/ ¿4uántos gramos de ácido ntrico reaccionarán con 200 g de cobre b/ ¿Qué peso de sal cúprica se obtendrá? Desarrollo !a ecuaci"n esteueométrica es la siguiente$
8.HNO3
+
3.&
→
8.(1 g + 14 g + 3.16 g) + 3.63,5 g = 504 g
+ 190,5 g
3.&(NO3)2 3.(63,5 g + 2.(14 g + 3.16 g))
=
562,5 g
+
2.NO
4.H2O
+ 2.(14 g + 16 g) + 4.(2.1 g + 16 g) +
60 g
a/ la masa de ácido ntrico será$
190,5 g de &
→
504 g de HNO3
200 g de &
→
m /"ido ní!i"o = (200 g de &).(504 g de HNO3)#(190,5 g de &)
m ácido ntrico %!"1+ # de $*& + b/ la masa de nitrato cúprico será$
190,5 g de &
→ 562,5 g de &(NO3)2
200 g de &
→ m ni!%o "!i"o = (200 g de &).(562,5 g de &(NO3)2)#(190,5 g de &)
m nitrato cúprico !0" # de u*& +)%
+
+
72 g
