Hacemos reaccionar trioxocarbonato (IV)

Hacemos reaccionar trioxocarbonato (IV) de sodio con ácido trioxonítrico (V) formándose
trioxonitrato (V) de sodio, dióxido de carbono y agua.
Si reaccionan 84.8 g de trioxocarbonato (IV) de sodio con 31.5 g del ácido, calcúlese qué masa de
trioxonitrato (V) de sodio se forma.
(Resultado: 42,0 g de NaNO3)
a) Escribimos la reacción de trabajo:
Na2CO3+ HNO3 → NaNO3 + CO2 + H2O
b) Calculamos las masas moleculares de los compuestos que intervienen en la reacción:
Na2CO3
Mm= 2 · 23 + 1 · 12 + 3 · 16 = 106
HNO3
Mm= 1 · 1 + 1 · 14 + 3 · 16 = 63
NaNO3
Mm= 1 · 23 + 1 · 14 + 3 · 16 = 85
CO2
Mm= 1 · 12 + 2 · 16 = 44
H2O
Mm= 2 · 1 + 2 · 16 = 18
c) Calculamos las cantidades de sustancia de los datos contenidos en el ejercicio.
84,8 g de Na2CO3 son:
31,5 g de HNO3 son:
84,8 g Na2CO3 (1 mol Na2CO3/ 106 g Na2CO3) = 0,80 moles Na2CO3
31,5 g HNO3 (1 mol HNO3/ 63 g HNO3) = 0,50 moles HNO3
d) Ajustamos la reacción.
Na2CO3+ HNO3 → NaNO3 + CO2 + H2O
Na2CO3+ 2 HNO3 → 2 NaNO3 + CO2 + H2O
e) Recopilamos la información, poniendo sobre la ecuación la información de la reacción y
bajo ella la información del ejercicio:
Mm
106
63
85
44
18
Na2CO3+ 2 HNO3 → 2 NaNO3 + CO2 + H2O
m (g)
84,8
31,5
n (moles)
0,8
0,5
f) Calculamos la cantidad de sustancia de los demás compuestos de la reacción:
Pero en este caso, las cantidades de sustancia no se ajustan a la estequiometría, así que
debemos detectar cuál es el reactivo limitante y cuál está en exceso.
Para 0,8 moles de Na2CO3 necesitaríamos 1,6 moles de HNO3 y no los tenemos, el HNO3 es el
reactivo limitante.
Para 0,5 moles de HNO3 necesitaríamos 0,25 moles de Na2CO3 y nos sobra, luego el Na2CO3 está
en exceso.
Debemos calcular las cantidades de sustancia de la reacción con el reactivo limitante.
Mm
106
63
85
44
18
Na2CO3+ 2 HNO3 → 2 NaNO3 + CO2 + H2O
m (g)
84,8
31,5
n (moles)
x
0,5
y
z
t
x moles Na2CO3 = 0,5 moles HNO3 · (1 mol Na2CO3 / 2 moles HNO3) = 0,25 moles Na2CO3
y moles NaNO3 = 0,5 moles HNO3 · (2 mol NaNO3 / 2 moles HNO3) = 0,5 moles NaNO3
z moles CO2 = 0,5 moles HNO3 · (1 mol CO2 / 2 moles HNO3) = 0,25 moles CO2
t moles H2O = 0,5 moles HNO3 · (1 mol H2O / 2 moles HNO3) = 0,25 moles H2O
g) Volvemos a ordenar la información, poniendo sobre la ecuación la información de la
reacción y bajo ella la información del ejercicio:
Mm
106
63
85
44
18
Na2CO3+ 2 HNO3 → 2 NaNO3 + CO2 + H2O
m (g)
31,5
n (moles)
0,25
0,5
0,5
0,25 0,25
Por tanto, tenemos 0,25 + 0,55 moles de Na2CO3 : 0,25 moles reaccionarán y 0,55 moles se
quedarán sin reaccionar (en exceso), que quedarán mezclados con los productos de la reacción.
h) Respondemos a las cuestiones del ejercicio partiendo de las cantidades de sustancia que
intervienen en el mismo:
La masa de trioxonitrato (V) de sodio que se formará será:
0,5 moles NaNO3 (85 g NaNO3/1 mol NaNO3) = 42,0 g de NaNO3
Mm
106
63
85
44
18
Na2CO3+ 2 HNO3 → 2 NaNO3 + CO2 + H2O
m (g)
26,5
31,5
42,5 11,0 4,5
n (moles)
0,25
0,5
0,5
0,25 0,25