HCl de mol ,141 Ca(ClO)

1. El cloro puede obtenerse calentando juntos hipoclorito de calcio y ácido clorhídrico mediante la siguiente reacción: Ca (ClO)2 + 4 HCl Æ CaCl2 + 2 Cl2 + 2 H2O formándose cloruro de calcio y agua. Si se hacen reaccionar 50 g de hipoclorito de calcio y 275 ml de ácido clorhídrico 6 M, a) ¿Cuál de los reactivos queda en exceso y en qué cantidad? b) ¿cuántos gramos de gas cloro se formarán? Mm [Ca (ClO)2]= 175 g/mol Mm [HCl]= 36,5 g/mol a) Calculamos el número de mol de HCl que hay en 275 ml de ácido clorhídrico 6 M y el número de mol de Ca (ClO)2 n
V
→
n = M.V = 6 × 0,275 = 1,65 mol de HCl M=
Por 1 mol de Ca(ClO)2 se necesitan 4 mol de HCl, por 0,286 mol se necesitarán 0,286 x 4 mol de HCl = 1,14 mol de HCl. Es decir n=
50
m
=
= 0,286 mol de Ca(ClO)2 V 175
4 mol de HCl
× 0,286 mol de Ca(ClO)2 = 1,14 mol de HCl 1 mol de Ca(ClO)2
Reactivo en exceso = HCl Reaccionan 1,14 mol de HCl. Quedan sin reaccionar: 1,65 mol – 1,14 mol = 0,51 mol de HCl b) Por conversión : 71 g de Cl 2
2 mol de Cl 2
×
× 0,286 mol de Ca(ClO)2 = 40,61 g de Cl 2 1 mol de Cl 2 1 mol de Ca(ClO)2
Por proporciones: 1 mol de Ca(ClO)2
0,286 mol de Ca(ClO)2
=
x = 0,572 mol de Cl2 2 mol de Cl 2
x mol de Cl 2
n=
m
→ m = n × M m → m = 0,572 mol × 71 g.mol-1 = 40,61 g de Cl 2 Mm
2. El cloro se obtiene en el laboratorio según la reacción: MnO2 + 4HCl →MnCl2 + 2 H2O + Cl2 Calcular: a) La cantidad de reactivos necesarios para obtener 100 litros de Cl2 medidos a 16°C y 720 mmHg . b) El volumen de ácido clorhídrico 0,6 M que habría que utilizar c) Si disponemos de un ácido clorhídrico comercial de densidad 1,1, g/ml y pureza del 30%, ¿Qué volumen del mismo se necesita para preparar la disolución 0,6 M? (Mm HCl = 36,5 g.mol‐1) a) Calculamos el nº de mol correspondientes: 720
P.V = n.R.T × 100 = n × 0,082 × 288 Æ n ≈ 4 mol de Cl2 760
1 mol de MnO 2
4 mol de HCl
× 4 mol de Cl 2 = 4 mol de MnO 2 × 4 mol de Cl 2 = 16 mol de HCl 1 mol de Cl 2
1 mol de Cl 2
1 l de disolución
b) M = n/V Æ V = 16 mol/0,6 mol.l‐1 = 26,7 l × 16 mol de HCl = 26,7 l de disolución (HCl + agua) 0,6 mol de HCl
ρ =1,1 g/ml Æ densidad del HCl comercial (disolución de HCl + agua) 30% pureza Æ 100 g de HCl comercial contienen 30 g de HCl puro Necesitamos tener 16 mol de HCl puro: 1ml de HC comercial 100 g de HCl comercial 36,5 g de HCl puro
×
×
× 16 mol de HCl puro = 1769,7 ml de HCl com. V = 1,77 l de HCl comercial 1,1 g de HCl comercial
30 g de HCl puro
1 mol de HCl puro
m
También: n =
→ m = n × M → m = 16 mol × 36,5 g.mol-1 → m = 584 g de HCl puro M
100 g de HCl comercial
× 584 g de HCl puro = 1946,67 g de HCl comercial 30 g de HCl puro
1946,67 g
= 1769,69 ml = 1,77 l de HCl comercial ρ = m/V Æ V= m/ρ V =
1,1 g.ml-1
3. En el laboratorio hay una botella de ácido nítrico en cuya etiqueta figura una riqueza del 60% en masa y una densidad de 1,38 g/ml. a) ¿Qué volumen del ácido comercial se necesita para preparar 100 ml de una disolución de ácido nítrico 2 M? b) Calcular el volumen necesario que hay que utilizar del ácido comercial para preparar 200 ml de otra disolución del 20% de pureza y densidad 1,2 g/ml (Mm HNO3 = 63 g.mol‐1) n
m
a) M = → n = M × V → n = 2 mol.l-1 × 0,1 l → n = 0,2 mol de HNO3 ; n =
→ m = n × M m → m = 0,2 mol × 63 g.mol-1 = 12,6 g de HNO3 puro V
Mm
100 g HNO3 comercial
× 12,6 g HNO3 puro = 21 g de HNO3 comercial 60 g HNO3 puro
21 g
= 15,22 ml de HNO3 comercial ρ = m/V Æ V= m/ρ V =
1,38 g.ml-1
Por conversión: disolución de HNO3 2M Æ hay 2 mol de HNO3 en 1 l de disolución 1ml de HNO3 comercial 100 g de HNO3 comercial 63 g de HNO3 puro 2 mol de HNO3 puro
×
×
×
× 0,1 l de disolución = 15,22 ml de HCl comercial
1,38 g de HNO3 comercial
60 g de HNO3 puro
1 mol de HNO3 puro
11 de disolución
b) Calculamos la masa de HNO3 puro que habrá en la disolución que queremos obtener: 200 ml de disolución de HNO3 en agua al 20% de pureza y densidad 1,2 g/ml 20 g HNO3 puro
m = 1,2 g.ml-1 × 200 ml = 240 g de disolución ; × 240 g disolución = 48 g de HNO3 puro ρ = m/V Æ m= ρ.V 100 g disolución
Ahora ya sabemos el HNO3 puro que necesitamos. Utilizamos el ácido nítrico comercial 80 g
100 g HNO3 comercial
= 57,97 ml de HNO3 comercial × 48 g HNO3 puro = 80 g de HNO3 comercial ; ρ = m/V Æ V= m/ρ V =
1,38 g.ml-1
60 g HNO3 puro
Por conversión: 1ml de HNO3 comercial 100 g de HNO3 comercial 20 g de HNO3 puro 1,2 g disolución
×
×
×
× 200 ml de disolución = 57,97 ml de HCl comercial 1,38 g de HNO3 comercial
60 g de HNO3 puro
100 g disolución
1 ml disolución