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En un recipiente abierto, ponemos en contacto 6,8 gramos de acido clorhídrico con 36
gramos de mármol (Carbonato de calcio) transcurrido un tiempo se obtienen 10, 34
gramos de una sustancia sólida. Se cumple la ley de Lavoiser? Que ha podido ocurrir?
Solución.
El ácido clorhídrico y el carbonato cálcico reaccionan produciendo cloruro cálcico,
dióxido de carbono y agua, según la reacción:
CaCO 3 (s ) + 2HCl(l ) → CaCl 2 (s ) + CO 2 (g ) + H 2O(l )
Lo primero que debemos calcular es si alguno de los reactivos, actúa como limitante (si
se encuentra en defecto), ya que de ser así, todos los cálculos los deberemos de hacer partiendo
de él.
Para saber si alguno de los reactivos actúa de limitante, se compara los cocientes del
número de moles iniciales con sus respectivos coeficientes estequiométricos en la ecuación
química ajustada.
36g
m(CaCO 3 )o
g
n (CaCO 3 )o
M (CaCO 3 ) 100 mol
=
=
= 0,36
1
1
1
6,8g
m(HCl )o
g
n (HCl )o
M(HCl ) 36 mol
=
=
= 0,093
2
2
2
El ácido clorhídrico actúa como reactivo limitante.
Conocido el reactivo limitante, ý suponiendo que el reactivo limitante se consume
totalmente, se calcula lo que reacciona y lo que se forma de los demás componentes de la
reacción.
1 mol HCl 1 mol CaCO 3 100 g CaCO 3
m(CaCO 3 )Reacciona = 6,8 g HCl ⋅
⋅
⋅
= 9,32 g CaCO 3
36,5 g HCl 2 mol HCl 1 mol CaCO 3
m(CaCO3 )Exceso = m(CaCO3 )o − m(CaCO3 )Reacciona = 36 − 9,32 = 26,68 g CaCO3
m(CaCl 2 )Formados = 6,8 g HCl ⋅
1 mol HCl 1 mol CaCl 2 111 g CaCl 2
⋅
⋅
= 10,34 g CaCl 2
36,5 g HCl 2 mol HCl 1 mol CaCl 2
m(CO 2 )Formados = 6,8 g HCl ⋅
m(H 2 O )Formados = 6,8 g HCl ⋅
1 mol HCl 1 mol CO 2 44 g CO 2
⋅
⋅
= 4,1 g CO 2
36,5 g HCl 2 mol HCl 1 mol CO 2
1 mol HCl 1 mol H 2O 18 g H 2O
⋅
⋅
= 1,68 g H 2O
36,5 g HCl 2 mol HCl 1 mol H 2O
2HCl(l ) + CaCO3 (s ) → CaCl2 (s ) + CO 2 (g ) + H 2O(l)
Inicial
6,8
36
−
−
−
Final
−
26,68
10,34
4,1
1,68
∑ Masa
42,8 g
42,8 g
Se cumple la ley de Lavoisier, suma de las masas que reaccionan (6,8 + 9,32 = 16,12 g)
es igual suma de las masas que se forman (10,34 + 4,1 + 1,68 = 16,12g).
Por ser un recipiente abierto, los gases se pierden, .pero no se incumple la ley.
La Masa atómica en gramos de aluminio y de oxigeno son respectivamente 27
gramos y 16 gramos. Verifica la siguiente ecuación química la Ley de la conservación
de la masa.
2Al2O 3 → 4Al + 3O 2
Solución.
Todas las reacciones químicas, verifican la ley de la conservación de la masa, excepto
las reacciones nucleares, en las cuales hay una transformación de masa en energía.
2Al2O3 → 4Al +
3O 2
2 ⋅ 54
4 ⋅ 27
3 ⋅ (16 ⋅ 2 )
∑ Masas de reactivos = 2 ⋅ (2 ⋅ 27 + 3 ⋅16) = 204 g
∑ Masas de productos = 4 ⋅ 27 + 3 ⋅ (16 ⋅ 2) = 204 g