Química Serie 5 Estequiometría

Vilchis Luna Diego
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
SERIE DE EJERCICIOS
(Basada en reactivos de exámenes colegiados)
Estequiometría
Semestre 2022-2
Cálculos estequiométricos
1. Para obtener cloruro de aluminio, se hacen reaccionar 0.01 [g] de aluminio y 149.5x10–5
[mol] de cloruro de hidrógeno. Determine la cantidad de sal que se produce (en
miligramos) con un rendimiento porcentual del 82 %.
2 Al + 6 HCl
2 AlCl3 + 3 H2
40.52 [mg]
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙
0.01 [𝑔]𝐴𝑙 (
) = 3.7062𝑥10−4 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙
[𝑔]𝐴𝑙
26.9815
⏟
𝑀𝑀 𝐴𝑙
149.5𝑥10−5 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝐶𝑙
•
Obtener el reactivo limitante.
𝐴𝑙 →
⏟
3.7062𝑥10−4
= 1.8531𝑥10−4
2
𝐻𝐶𝑙 →
149.5𝑥10−5
= 2.4916𝑥10−4
6
𝑅.𝐿
•
Cantidad de sal al 82%
2 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙𝐶𝑙3 133.34[𝑔]𝐴𝑙𝐶𝑙3
1000[𝑚𝑔] 82%
3.7062𝑥10−4 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙 (
)(
)(
)(
)
1[𝑔]
100%
⏟ 2[𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙
⏟ 1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙𝐶𝑙3
𝑅.𝑀.
𝑀𝑀 𝐴𝑙𝐶𝑙3
= 40.523 [𝑚𝑔]𝐴𝑙𝐶𝑙3
1
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2.
Determine la cantidad en gramos obtenida de NO(g) , cuando reaccionan 1.4130x1024
[moléculas] de O2(g) con 105 [g] de NH3(g) , considerando que el rendimiento de la
reacción fue de 84 %. La reacción química sin ajustar es la siguiente:
NH3(g) + O2(g)
H2 O(g) + NO(g)
47.3 [g] NO
•
La ecuación química se debe balancear.
4𝑁𝐻3 + 5𝑂2 → 6𝐻2 𝑂 + 4𝑁𝑂
•
Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑂2
1.413𝑥1024 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝑂2 (
) = 2.3463 [𝑚𝑜𝑙]𝑂2
⏟6.022𝑥1023 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝑂2
𝑀𝑀 𝐴𝑙
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻3
105 [𝑔]𝑁𝐻3 (
) = 6.1764[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻3
⏟17 [𝑔]𝑁𝐻3
𝑀𝑀 𝑁𝐻3
•
Obtener el reactivo limitante.
𝑂2 →
⏟
2.3463
= 0.4692
5
𝐻𝐶𝑙 →
6.1764
= 1.5441
4
𝑅.𝐿
•
Cantidad de NO en gramos al 82%
4 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑂
30[𝑔]𝑁𝑂
84%
2.3463[𝑚𝑜𝑙]𝑂2 (
)(
)(
) = 47.30 [𝑔]𝑁𝑂
⏟5 [𝑚𝑜𝑙]𝑂2 ⏟1 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑂 100%
𝑅.𝑀.
𝑀𝑀 𝑁𝑂
3. Considere la siguiente ecuación química no balanceada:
FeS(s) + O2(g)
Fe2 O3(s) + SO2(g)
a) Calcule la masa, en kilogramos, de dióxido de azufre que se genera para un 100 % de
rendimiento, cuando reaccionan 356 [kg] de sulfuro de hierro (II) con 289 [kg] de oxígeno.
b) Si experimentalmente solo se obtuvieron 235.7 [kg] de óxido de hierro (III) ¿Cuál fue el
rendimiento porcentual?
a) 259.416 [kg] S b) 72.89 %
2
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•
La ecuación química se debe balancear.
7
2𝐹𝑒𝑆 + 𝑂2 → 𝐹𝑒2 𝑂3 + 2𝑆𝑂2
2
•
Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑂2
289000 [𝑔]𝑂2 (
) = 9031.25[𝑚𝑜𝑙]𝑂2
⏟32 [𝑔]𝑂2
𝑀𝑀 𝑂2
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒𝑆
356000 [𝑔]𝐹𝑒𝑆 (
) = 4052.5[𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒𝑆
⏟87.847 [𝑔]𝐹𝑒𝑆
𝑀𝑀 𝐹𝑒𝑆
•
Obtener el reactivo limitante.
𝐹𝑒𝑆 →
⏟
4052.5
= 2026.25
2
𝑂2 →
𝑅.𝐿
•
9031.25
= 2580.35
7
2
Cantidad de SO2 en Kg al 100%
2 [𝑚𝑜𝑙]𝑆𝑂2
64[𝑔]𝑆𝑂2
1[𝑘𝑔]𝑆𝑂2
4052.5[𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒𝑆 (
)(
)(
) = 259.36 [𝐾𝑔]𝑆𝑂2
⏟2 [𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒𝑆 ⏟1 [𝑚𝑜𝑙]𝑆𝑂2 1000[𝑔]𝑆𝑂2
𝑅.𝑀.
•
𝑀𝑀 𝑆𝑂2
Rendimiento porcentual.
1 [𝑚𝑜𝑙] 𝐹𝑒2𝑂3 159.694[𝑔]𝐹𝑒2𝑂3
1[𝑘𝑔]𝐹𝑒2𝑂3
4052.5[𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒𝑆 (
)(
)(
)
1000[𝑔]𝐹𝑒2𝑂3
⏟ 2 [𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒𝑆 ⏟ 1 [𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒2𝑂3
𝑅.𝑀.
𝑀𝑀 𝐹𝑒2𝑂3
= 323.579[𝑘𝑔]𝐹𝑒2𝑂3
235.7 [𝐾𝑔]𝐹𝑒2𝑂3 (
100%
) = 72.84%
323.579[𝑘𝑔]𝐹𝑒2𝑂3
3
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4.
Para que reaccione todo el oro contenido en una moneda de 4 [g], ésta se coloca en un
recipiente y se le adiciona ácido clorhídrico en exceso. Si se producen 2.908x1021 [iones]
de AuCl4–, determine el porcentaje en masa de oro en la moneda.
4 H+ + Au + 4 Cl– + NO3–
AuCl4– + NO + 2 H2O
23.7786 %
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢𝐶𝑙4 −
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢
196.967 [𝑔]𝐴𝑢
2.908𝑥1021 [𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠]𝐴𝑢𝐶𝑙4 − (
)(
)(
) = 0.9511[𝑔]𝐴𝑢
23
⏟6.022𝑥10 [𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠]𝐴𝑢𝐶𝑙4 − ⏟1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢𝐶𝑙4 − ⏟ 1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢
𝑅.𝑀.
𝑚𝑜𝑙
•
Obtener el reactivo limitante.
El reactivo limitante es el oro, ya que es el único reactivo con valor dado.
•
Porcentaje m/m del oro de la moneda.
%
5.
𝑀𝑀 𝐴𝑢
𝑚
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑟𝑜
0.9511[𝑔]𝐴𝑢
=
𝑥100 =
𝑥100 = 23.77%
𝑚 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑜𝑛𝑒𝑑𝑎 (𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)
4 [𝑔]𝐴𝑢
En una planta industrial, el ácido acético, CH3COOH, se obtiene de acuerdo a la reacción
siguiente:
CH3OH(l) + CO(g)
CH3COOH(l)
Al reaccionar 2.15x1023 moléculas de CO con 20 [mL] de CH3OH ( =0.791 [g mL-1]), se
obtienen 19.1 [g] de ácido acético, determine el rendimiento porcentual de la reacción.
89.17 %
• La ecuación química se encuentra balanceada.
• Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂
2.15𝑥1023 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝐶𝑂 (
) = 0.357 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂
23
⏟6.022𝑥10 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝐶𝑂
𝑚𝑜𝑙
0.791 [𝑔]𝐶𝐻3𝑂𝐻 1 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝐻3𝑂𝐻
20 [𝑚𝐿]𝐶𝐻3𝑂𝐻 (
)(
) = 0.4943[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝐻3𝑂𝐻
⏟ 1 [𝑚𝐿]𝐶𝐻3𝑂𝐻 ⏟32 [𝑔]𝐶𝐻3𝑂𝐻
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑀𝑀𝐶𝐻3𝑂𝐻
4
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•
Obtener el reactivo limitante.
𝐶𝑂 →
⏟
0.357
1
= 0.357
𝐶𝐻3𝑂𝐻 →
0.4943
= 0.4943
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
1 [𝑚𝑜𝑙] 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 60 [𝑔]𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
)(
) = 21.42 [𝑔]𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂
⏟1 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
0.357 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂 (
⏟
𝑅.𝑀.
𝑀𝑀 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
19.1[𝑔]𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (
100%
) = 89.169%
21.42[𝑔]𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
6. En una empresa química se obtiene óxido de hierro III (Fe2 O3(s) ) para un proceso. La
reacción que se realiza es:
FeS(s) + O2(g)
Fe2 O3(s) + SO2(g)
El dióxido de azufre (SO2(g) ) es un gas incoloro de olor penetrante. Por seguridad y para
cumplir con las normas ambientales, no se puede enviar al exterior sin control. Si la
producción es de 500 [g] de Fe2 O3(s) por día, determine la masa en [g] de SO2(g) que se
obtendrá en un día, para usar el método de control adecuado.
401.1930 [g] SO2(g)
•
La ecuación química se debe balancear.
7
2𝐹𝑒𝑆 + 𝑂2 → 𝐹𝑒2 𝑂3 + 2𝑆𝑂2
2
•
Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒2𝑂3
500 [𝑔]𝐹𝑒2𝑂3 (
) = 3.13[𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒2𝑂3
⏟159.694 [𝑔]𝐹𝑒2𝑂3
𝑀𝑀 𝐹𝑒2𝑂3
•
Cantidad de SO2 en [g] al 100%
5
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2 [𝑚𝑜𝑙]𝑆𝑂2
64[𝑔]𝑆𝑂2
3.13[𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒2𝑂3 (
)(
) = 400.64 [𝑔]𝑆𝑂2
⏟1 [𝑚𝑜𝑙]𝐹𝑒2𝑂3 ⏟1 [𝑚𝑜𝑙]𝑆𝑂2
𝑅.𝑀.
7.
𝑀𝑀 𝑆𝑂2
Se ponen a reaccionar 1.5055x1024 [átomos] de oro con 6 [mol] de iones CN–. Si la
reacción procede con un 75 % de rendimiento, calcule:
a) La cantidad (en moles) del reactivo en exceso que queda sin reaccionar.
b) Los gramos del ion Au(CN)2– que se obtienen.
2 H2O + 4 Au + 8 CN– + O2
4 Au(CN)2– + 4 OH–
a) 2.25 [mol] CN– b) 466.8637 [g] Au(CN)2
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢
1.5055𝑥1024 [𝑎𝑡ó𝑚𝑜𝑠]𝐴𝑢 (
) = 2.5 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢
⏟6.022𝑥1023 [𝑎𝑡ó𝑚𝑜𝑠]𝐴𝑢
𝑚𝑜𝑙
6 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑁 −
•
Obtener el reactivo limitante.
2.5
𝐴𝑢 →
= 0.625
⏟
4
𝐶𝑁−→
6
= 0.75
8
𝑅.𝐿
•
Cantidad en moles del reactivo en exceso sin reaccionar.
2.5 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 (
75
) = 1.875[𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 𝑎𝑙 75%
100
Se tienen 2.5 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 𝑦 6 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑁 −
Lo que debió reaccionar (al 100%) 2.5 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 𝑦 5 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑁 −
Lo que reaccionó (al 75%) 1.875 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 𝑦 3.75 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑁 −
Lo que no reaccionó 0.625[𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 𝑦 2.25 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑁 −
6
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•
Cantidad de Au(CN)2- en [g] al 75%
4 [𝑚𝑜𝑙]Au(CN)2 − 196.967 + 2(12 + 14)[𝑔]Au(CN)2 −
1.875[𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢 (
)(
)
4 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑢
1 [𝑚𝑜𝑙]Au(CN)2 −
⏟
⏟
𝑅.𝑀.
𝑀𝑀 Au(CN)2−
= 466.8131 [𝑔]𝐴𝑢(𝐶𝑁)2 −
Cálculos estequiométricos, unidades de concentración y gases.
8. El cloruro de calcio forma un hexahidrato que tiene la fórmula CaCl2∙6H2Os. ¿Cuál es la
masa, en gramos, de dicho hexahidrato que son necesarios para preparar 500 cm3 de una
disolución que posee la misma concentración de Clac- que una disolución preparada a
partir de 75 g de NaCls en 1.5 dm3 de agua?
46.883 [g] CaCl2∙6H2Os
𝐶𝑎𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2 𝑂
500 [𝑐𝑚3]
𝑁𝑎𝐶𝑙
75[𝑔]
𝐻2 𝑂
𝐶𝑙 −
1.5[𝑑𝑚3]
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐶𝑙
75[𝑔]𝑁𝑎𝐶𝑙 (
) = 1.2835[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐶𝑙
⏟22.98 + 35.453 [𝑔]𝑁𝑎𝐶𝑙
𝑀𝑀 𝑁𝑎𝐶𝑙
1.2835[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐶𝑙
= 0.8556 [𝑀]
1.5 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
0.8556 [𝑀] =
𝑛
→ 𝑛 = (0.8556 [𝑀]) (0.5[𝐿]) = 0.4278 [𝑚𝑜𝑙] 𝐶𝑎𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2𝑂
0.5[𝐿]
40 + 70.9 + 12 + 96 [𝑔]𝐶𝑎𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2𝑂 1
0.4278 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2𝑂 (
)( ) =
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2𝑂
2
⏟
𝑀𝑀 𝐶𝑎𝐶𝑙2∗6𝐻2𝑂
46.822 [𝑔]𝐶𝑎𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2𝑂
7
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9. Para llevar a cabo la reacción química siguiente:
HNO3(ac) + NaHCO3(s)
NaNO3(ac) + H2 O(l) + CO2(g)
Se hicieron reaccionar 350 [mL] de una disolución acuosa al 7 % masa en volumen (m/v)
de ácido nítrico con 343.28x1021 [moléculas] de bicarbonato de sodio, si se obtienen 7.7
[dm3] de dióxido de carbono medido a 1.097 [atm] y 21 [oC]. Determine:
a) El rendimiento porcentual de la reacción.
b) Los gramos del reactivo en exceso que no reaccionan.
a) 90.01 % rendimiento b) 18.48 [g] NaHCO3
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
7 [𝑔]𝐻𝑁𝑂3
1 [𝑚𝑜𝑙 ]𝐻𝑁𝑂3
350 [𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
)(
) = 0.388 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3
100[𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ⏟63 [𝑔]𝐻𝑁𝑂3
𝑀𝑀 𝐻𝑁𝑂3
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
343.28𝑥1021 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 0.57 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
⏟6.022𝑥1023 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
𝑚𝑜𝑙
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑛 =
𝑛=
•
𝑃𝑉
𝑅𝑇
(1.097 [𝑎𝑡𝑚])(7.7 [𝐿])
= 0.349 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(0.08205 [𝑚𝑜𝑙 °𝐾 ])(21 + 273.15 °𝐾)
Obtener el reactivo limitante.
𝐻𝑁𝑂3 →
⏟
0.388
1
= 0.388
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 →
0.57
= 0.57
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
0.388 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 (
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
) = 0.3881[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 𝑎𝑙 100%
1[𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3
0.349 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 (
•
100%
) = 89.92%
0.3881[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
Cantidad en gramos del reactivo en exceso que no reaccionan.
Se tienen 0.388 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.57 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
8
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Lo que debió reaccionar (al 100%) 0.3881 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.3881 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Lo que reaccionó (al 89.92%) 0.3489 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.3489 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Lo que no reaccionó 0.0391[𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.2211 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
22.98 + 1 + 12 + 48[𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
0.2211 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 18.56 [𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
⏟
𝑀𝑀 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
10. Cuando se ponen a reaccionar 250 [cm3] de una disolución de ácido nítrico (HNO3) de 0.3
[M] con 4 [g] de hidróxido de magnesio (MgOH2) se obtiene 1 [cm3] de agua. Considere
que la reacción sin ajustar es la siguiente:
HNO3ac + MgOH2s ⟶ MgNO32ac + H2Ol
y determine:
a) El rendimiento de la reacción.
b) Los gramos del nitrato de magnesio que se formaron.
c) Los moles del reactivo en exceso sin reaccionar.
a) 74 % b) 4.11 [g] MgNO32 c) 0.0409 [mol] MgOH2
• La ecuación química se debe balancear.
2𝐻𝑁𝑂3 + 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 → 𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2 + 2𝐻2 𝑂
•
Cantidades de los reactivos en moles.
0.25 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
0.3 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3
) = 0.075 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
1[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
4[𝑔]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 (
) = 0.0685[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
⏟24.312 + 32 + 2 [𝑔]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
𝑀𝑀 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
1[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
1[𝑚𝐿]𝐻2𝑂 = 1[𝑔]𝐻2𝑂 (
) = 0.0555[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂
⏟18 [𝑔]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
𝑀𝑀𝐻2𝑂
•
Obtener el reactivo limitante.
𝐻𝑁𝑂3 →
⏟
0.075
2
= 0.0375
𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 →
0.0685
= 0.0685
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
2[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂
0.075 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 (
) = 0.075[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂 𝑎𝑙 100%
2[𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3
0.0555 [𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂 (
100%
) = 74%
0.075[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂
9
Vilchis Luna Diego
•
Cantidad en gramos de 𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2 24.312 + 28 + 96[𝑔]𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2
74%
0.075 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 (
)(
)(
)
2 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2
100%
⏟
𝑀𝑀 𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2
= 4.11 [𝑔]𝑀𝑔(𝑁𝑂3 )2
•
Cantidad en moles del reactivo en exceso que no reaccionan.
Se tienen 0.075 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.0685[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
Lo que debió reaccionar (al 100%) 0.075 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.0375[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
Lo que reaccionó (al 74%) 0.0555 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.02775[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
Lo que no reaccionó 0.0195 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝑁𝑂3 𝑦 0.04075[𝑚𝑜𝑙]𝑀𝑔(𝑂𝐻)2
11. La combustión de alcohol amílico (C5H12O) ocurre de acuerdo con la siguiente ecuación:
2 C5H12O(l) + 15O2(g) → 10 CO2(g) + 12 H2O(l)
En una práctica de laboratorio, se desea que se consuman por completo 375 [cm3] del
alcohol, cuya densidad es 0.8247 [g/cm3], determine:
a) ¿Cuál es el volumen mínimo de O2 puro, expresado en m3 y medido a 28 [ºC] y 101.325
[kPa], que se requiere utilizar?
b) ¿Qué volumen mínimo de aire requiere usar en las mismas condiciones de T y P
descritas, si asume que el O2 se encuentra en el aire con un porcentaje en volumen del 21
%?
a) 0.6502 [m3] de O2 b) 3.09615 [m3] de aire
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
0.8247 [𝑔]𝐶5𝐻12𝑂
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐶5𝐻12𝑂
375 [𝑚𝐿]𝐶5𝐻12𝑂 (
)(
)
⏟ 1 [𝑚𝐿]𝐶5𝐻12𝑂
⏟60 + 12 + 16 [𝑔]𝐶5𝐻12𝑂
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑀𝑀𝐶5𝐻12𝑂
= 3.5143[𝑚𝑜𝑙]𝐶5𝐻12𝑂
•
Obtener el reactivo limitante.
Es el C5H12O, ya que es el único del cual tenemos datos.
•
Volumen mínimo de O2 expresado en m3.
15[𝑚𝑜𝑙]𝑂2
3.5143[𝑚𝑜𝑙]𝐶5𝐻12𝑂 (
) = 26.357[𝑚𝑜𝑙]𝑂2
2[𝑚𝑜𝑙]𝐶5𝐻12𝑂
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𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑉 =
𝑛𝑅𝑇
𝑃
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(26.357[𝑚𝑜𝑙]𝑂2) (0.08205 [
(
)
𝑚𝑜𝑙
°𝐾]) 28 + 273.15 °𝐾 ( 1[𝑚3] ) =
𝑉=
1 [𝑎𝑡𝑚]
1000 [𝐿]
0.651 [𝑚3]𝑂2
•
Volumen mínimo de aire al 21% v/v.
0.651 [𝑚3]𝑂2 (
100%
) = 3.1 [𝑚3]𝑎𝑖𝑟𝑒
21%
12. Se ponen a reaccionar 250 [mL] de una disolución 1.4 [M] de ácido clorhídrico con 15.0134
[g] de carbonato de calcio, produciéndose 4 [L] de dióxido de carbono a 25 [ºC] y 0.78
[atm]. Calcule el rendimiento porcentual de la reacción.
2 HCl + CaCO3
CO2 + CaCl2 + H2O
85 % de rendimiento
• La ecuación química se encuentra balanceada.
• Cantidades de los reactivos en moles.
1.4 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝐶𝑙
0.25 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
) = 0.35 [𝑚𝑜𝑙]𝐻𝐶𝑙
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎𝐶𝑂3
15.0134[𝑔]𝐶𝑎𝐶𝑂3 (
) = 0.15[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎𝐶𝑂3
⏟40.08 + 12 + 48 [𝑔]𝐶𝑎𝐶𝑂3
𝑀𝑀 𝐶𝑎𝐶𝑂3
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑛 =
𝑛=
•
𝑃𝑉
𝑅𝑇
(0.78 [𝑎𝑡𝑚])(4 [𝐿])
= 0.1275 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(0.08205 [𝑚𝑜𝑙 °𝐾 ])(25 + 273.15 °𝐾)
Obtener el reactivo limitante.
0.15
𝐶𝑎𝐶𝑂3 →
= 0.15
⏟
1
𝐻𝐶𝑙 →
0.35
= 0.175
2
𝑅.𝐿
11
Vilchis Luna Diego
•
Rendimiento porcentual.
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
0.15[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎𝐶𝑂3 (
) = 0.15 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 𝑎𝑙 100%
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎𝐶𝑂3
0.1275 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 (
100%
) = 85%
0.15 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
13. Una muestra impura de 132 [mg] de hidracina (N2 H4 ), se pone a reaccionar con 38.3
[cm3] de una disolución 17.2x10–3 [M] de KBrO3 . Calcule el porcentaje en masa de la
hidracina en la muestra. La reacción sin ajustar es:
2 KBrO3 + 3 N2 H4
3 N2 + 2 KBr + 6 H2 O
23.95 %
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
0.0172 [𝑚𝑜𝑙]𝐾𝐵𝑟𝑂3 39.1 + 79.9 + 48[𝑔]𝐾𝐵𝑟𝑂3
0.0383 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
)(
) = 0.11 [𝑔]𝐾𝐵𝑟𝑂3
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐾𝐵𝑟𝑂3
⏟
𝑀𝑀 𝐾𝐵𝑟𝑂3
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁2𝐻4
0.132[𝑔]𝑁2𝐻4 (
) = 0.004125[𝑚𝑜𝑙]𝑁2𝐻4
⏟32 [𝑔]𝑁2𝐻4
𝑀𝑀 𝑁2𝐻4
•
%m/m de la hidracina.
2 (0.11 [𝑔]𝐾𝐵𝑟𝑂3) + 3(0.132[𝑔]𝑁2𝐻4) = 0.616 [𝑔]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
%
𝑚
0.132[𝑔]𝑁2𝐻4
𝑥100 =
𝑥100 = 21.42%
𝑚
0.616 [𝑔]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
12
Vilchis Luna Diego
14. El alkaseltzer® es un antiácido comercial efervescente en presentación de tableta
comprimida ampliamente usado en la población con diferentes usos, que puede abarcar
el alivio de agruras estomacales, acidez e incluso es usada para el alivio de la resaca por
algunas personas. La información proporcionada por Bayer® indica que cada tableta de
este producto se conforma de la siguiente manera: Bicarbonato de sodio 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂 …
1.976𝑔 Ácido cítrico 𝐶𝐻𝑂 … 1.00𝑔 Ácido acetilsalicílico 𝐶𝐻𝑂 … 0.324𝑔 Al llevar a cabo el
proceso de disolver en agua una tableta, las reacciones químicas que se llevan a cabo
están representadas por las ecuaciones siguientes: 3 NaHCO3s + C6H8O7ac →
Na3C6H5O7ac + 3 CO2g + 3 H2Ol NaHCO3s + C9H8O4ac → C9H7NaO4ac + CO2g
+ H2Ol De estas reacciones se obtienen 499 mL de CO2(g) medidos a 77.3211 kPa y 22 °C.
Determine, el rendimiento porcentual del proceso.
90.3554 % de rendimiento
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1.976[𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 0.0235[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
⏟22.98 + 1 + 12 + 48 [𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
𝑀𝑀 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶6𝐻8𝑂7
1[𝑔]𝐶6𝐻8𝑂7 (
) = 0.005208[𝑚𝑜𝑙]𝐶6𝐻8𝑂7
⏟72 + 8 + 112 [𝑔]𝐶6𝐻8𝑂7
𝑀𝑀 𝐶6𝐻8𝑂7
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶9𝐻8𝑂4
0.324[𝑔]𝐶9𝐻8𝑂4 (
) = 0.0018[𝑚𝑜𝑙]𝐶9𝐻8𝑂4
⏟180.1574 [𝑔]𝐶9𝐻8𝑂4
𝑀𝑀 𝐶9𝐻8𝑂4
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑛 =
𝑛=
•
𝑃𝑉 77.3211𝑘𝑃𝑎
;
= 0.7631[𝑎𝑡𝑚]
𝑅𝑇
101.325
(0.7631 [𝑎𝑡𝑚])(0.499 [𝐿])
= 0.01572 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(0.08205 [𝑚𝑜𝑙 °𝐾])(22 + 273.15 °𝐾)
Obtener el reactivo limitante.
0.005208
𝐶6𝐻8𝑂7 →
= 0.005208
⏟
1
;
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 →
0.0235
= 0.007833
3
𝑅.𝐿
𝐶9𝐻8𝑂4 →
⏟
0.0018
= 0.0018
1
;
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 →
0.0235
= 0.0235
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
13
Vilchis Luna Diego
3[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
0.005208[𝑚𝑜𝑙]𝐶6𝐻8𝑂7 (
) = 0.015624 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 𝑎𝑙 100%
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶6𝐻8𝑂7
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
0.0018[𝑚𝑜𝑙]𝐶9𝐻8𝑂4 (
) = 0.0018 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 𝑎𝑙 100%
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶9𝐻8𝑂4
0.015624 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 + 0.0018 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 = 0.017424[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
0.01572 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 (
100%
) = 90.22%
0.017424[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
15. Se determinó la conductividad de una serie de disoluciones de sulfato de cobre
pentahidrato (CuSO4∙5H2O) y se obtuvieron los siguientes resultados:
¿Cuál es la masa de sulfato de cobre pentahidrato (CuSO4∙5H2O) que debe medirse para
preparar 250 𝑐𝑚 de una disolución con una conductividad de 1820 μS cm ?
3.1709 [g] CuSO4∙5H2O
Se utiliza el método de mínimos cuadrados.
𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏
𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 [
𝑢𝑠
𝑚𝑜𝑙
]+𝑏
] = 𝑚 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 [
𝑐𝑚
𝐿
14
Vilchis Luna Diego
𝑢𝑠
𝑚𝑜𝑙
] + 1398.8
] = (8273.2)𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 [
𝑐𝑚
𝐿
𝑢𝑠
𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 [𝑐𝑚 ] − 1398.8
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 =
=
8273.2
𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 [
1820 − 1398.8
= 0.050911[𝑀]𝐶𝑢𝑆𝑂4 ∗ 5𝐻2𝑂
8273.2
0.25 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
0.050911 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑢𝑆𝑂4 ∙ 5𝐻2𝑂 249.54[𝑔]𝐶𝑢𝑆𝑂4 ∙ 5𝐻2𝑂
)(
)=
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
⏟ 1 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑢𝑆𝑂4 ∙ 5𝐻2𝑂
𝑀𝑀 𝐶𝑢𝑆𝑂4∙5𝐻2𝑂
3.1760 [𝑔]𝐶𝑢𝑆𝑂4 ∙ 5𝐻2𝑂
15
Vilchis Luna Diego
16. Se ponen a reaccionar 45 [mL] de una disolución de nitrato de plata 0.425 [M] con 2.5 [g]
de cloruro de cinc. Calcule la masa (en gramos) de cloruro de plata producida cuando el
rendimiento porcentual es del 73.23 %.
ZnCl2 + 2 AgNO3
Zn(NO3)2 + 2 AgCl
2.0073 [g] de AgCl
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
0.425 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑔𝑁𝑂3
0.045 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
) = 0.019125 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑔𝑁𝑂3
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
1[𝑚𝑜𝑙]𝑍𝑛𝐶𝑙2
2.5[𝑔]𝑍𝑛𝐶𝑙2 (
) = 0.01834[𝑚𝑜𝑙]𝑍𝑛𝐶𝑙2
⏟65.37 + 2(35.453) [𝑔]𝑍𝑛𝐶𝑙2
𝑀𝑀 𝑍𝑛𝐶𝑙2
•
Obtener el reactivo limitante.
0.019125
𝐴𝑔𝑁𝑂3 →
= 0.0095625
⏟
2
𝑍𝑛𝐶𝑙2 →
0.01834
= 0.01834
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
2[𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑔𝐶𝑙
107.87 + 35.453 [𝑔]𝐴𝑔𝐶𝑙 73.23%
0.019125 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑔𝑁𝑂3 (
)(
)(
)
2 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑔𝑁𝑂3
1[𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑔𝐶𝑙
100%
= 2.0072 [𝑔]𝐴𝑔𝐶𝑙
17. Para llevar a cabo la reacción química
H2 S + 2 NaHCO3
Na2 S + 2 H2 O + 2 CO2
Se hicieron reaccionar 280 [mL] de una disolución acuosa al 7 % masa en volumen (m/v)
de ácido sulfhídrico con 91 [g] de bicarbonato de sodio. Si se obtuvieron 14 [dm3] de
dióxido de carbono medido a 1 [atm] y 21 [oC]. Determine los gramos del reactivo
limitante que no reaccionan.
42.27 [g] NaHCO3
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
16
Vilchis Luna Diego
7 [𝑔]𝐻2𝑆
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑆
280 [𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
)(
) = 0.5764 [𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑆
100[𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ⏟34 [𝑔]𝐻2𝑆
𝑀𝑀 𝐻2𝑆
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
91[𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 1.08333[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
⏟23 + 1 + 12 + 48 [𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
𝑀𝑀 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑛 =
𝑛=
•
𝑃𝑉
𝑅𝑇
(1 [𝑎𝑡𝑚])(14 [𝐿])
= 0.58[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(0.08205 [𝑚𝑜𝑙 °𝐾 ])(21 + 273.15 °𝐾)
Obtener el reactivo limitante.
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 →
⏟
1.0833
= 0.54166
2
𝐻2𝑆 →
0.5764
= 0.5764
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
2[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
1.08333[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 1.08333[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 𝑎𝑙 100%
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
0.58[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 (
•
100%
) = 53.53%
1.08333[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
Cantidad en gramos del reactivo limitante que no reaccionan.
Se tienen 1.08333[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Lo que debió reaccionar (al 100%) 1.08333[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Lo que reaccionó (al 53.53%) 0.5799[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Lo que no reaccionó 0.50343[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
22.98 + 1 + 12 + 48[𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
0.50343[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 42.28 [𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
⏟
𝑀𝑀 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
17
Vilchis Luna Diego
18. Se hacen reaccionar 140 [g] de NF3 con 21.42x1023 [moléculas] de AlCl3 y se producen
experimentalmente 63.49 [L] de Cl2 medidos a 28 [ºC] y 581 [mm] de Hg.
2 NF3(s) + 2 AlCl3(s)
N2(g) + 3 Cl2(g) + 2 AlF3(s)
Calcule:
a) El rendimiento de la reacción.
b) Los gramos del reactivo limitante que quedan sin reaccionar.
a) 66.40 % b) 47.03 [g] NF3
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
140[𝑔]𝑁𝐹3 (
) = 1.9718[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
⏟71 [𝑔]𝑁𝐹3
𝑀𝑀 𝑁𝐹3
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙𝐶𝑙3
21.42𝑥1023 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝐴𝑙𝐶𝑙3 (
) = 3.557 [𝑚𝑜𝑙]𝐴𝑙𝐶𝑙3
23
⏟6.022𝑥10 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝐴𝑙𝐶𝑙3
𝑚𝑜𝑙
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑛 =
𝑛=
•
𝑃𝑉
𝑅𝑇
;
581
= 0.7644[𝑎𝑡𝑚]
76
(0.764 [𝑎𝑡𝑚])(63.49 [𝐿])
= 1.963[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑙2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(0.08205 [𝑚𝑜𝑙 °𝐾 ])(28 + 273.15 °𝐾)
Obtener el reactivo limitante.
𝑁𝐹3 →
⏟
1.9718
= 0.9859
2
𝐴𝑙𝐶𝑙3 →
3.557
= 1.7785
2
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
1.9718[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3 (
3[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑙2
) = 2.9577[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑙2 𝑎𝑙 100%
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
1.963[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑙2 (
•
100%
) = 66.37%
2.9577[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑙2
Cantidad en gramos del reactivo limitante que no reaccionan.
Se tienen 1.9718[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
Lo que debió reaccionar (al 100%) 1.9718[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
Lo que reaccionó (al 66.37%) 1.308[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
18
Vilchis Luna Diego
Lo que no reaccionó 0.6638[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
71[𝑔]𝑁𝐹3
0.6638[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3 (
) = 47.12 [𝑔]𝑁𝐹3
⏟1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐹3
𝑀𝑀 𝑁𝐹3
19. Se hacen reaccionar 1400 [mL] de una disolución 0.7 [M] de Ca(OH)2 con 350 [mL] de una
disolución al 7 %, masa en volumen de H3PO4. Suponga que la reacción procede con un
100 % de rendimiento y determine:
a) Los moles que no reaccionaron del reactivo en exceso.
b) La concentración molar de la sal formada.
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4
Ca3(PO4)2 + 6 H2O
a) 0.605 [mol] Ca(OH)2 b) 71.4285x10–3 [M] Ca3(PO4)2
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
1.4 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
0.7 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2
) = 0.98[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
7 [𝑔]𝐻3𝑃𝑂4
1 [𝑚𝑜𝑙]𝐻3𝑃𝑂4
350 [𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
)(
) = 0.25 [𝑚𝑜𝑙]𝐻3𝑃𝑂4
100[𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ⏟3 + 30.97 + 64 [𝑔]𝐻3𝑃𝑂4
𝑀𝑀 𝐻3𝑃𝑂4
•
Obtener el reactivo limitante.
𝐻3𝑃𝑂4 →
⏟
0.25
= 0.125
2
𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 →
0.98
= 0.32366
3
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
3[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2
0.25 [𝑚𝑜𝑙]𝐻3𝑃𝑂4 (
) = 0.375[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 𝑎𝑙 100%
2[𝑚𝑜𝑙]𝐻3𝑃𝑂4
•
Cantidad en gramos del reactivo en exceso que no reaccionan.
19
Vilchis Luna Diego
Se tienen 0.98[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2
Lo que debió reaccionar (al 100%) 0.375[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2
Lo que no reaccionó 0.605[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎(𝑂𝐻)2
•
Concentración molar de la sal formada.
1[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2
0.25 [𝑚𝑜𝑙]𝐻3𝑃𝑂4 (
) = 0.125[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2
2[𝑚𝑜𝑙]𝐻3𝑃𝑂4
𝑀=
0.125[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2
= 0.0714285 [𝑀] 𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2
(1.4 + 0.35) [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
20. Se hacen reaccionar 840 [cm3] de una disolución 0.7 [M] de H2S con 1400 [cm3] de una
disolución al 7 % m/v de NaHCO3. Si se obtienen 30.68 [dm3] de CO2 medidos a 77 [kPa]
y 21 [°C], y la reacción efectuada es:
H2S + 2 NaHCO3
Na2S + 2 CO2 + 2 H2O
Determine:
a) El rendimiento de la reacción.
b) El número de moléculas de Na2S formadas.
a) 82.87 % b) 291.1x1021
•
•
La ecuación química se encuentra balanceada.
Cantidades de los reactivos en moles.
0.7 [𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑆
0.84 [𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
) = 0.588[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑆
1[𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
7 [𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1400 [𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (
)(
)
100[𝑚𝐿]𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ⏟22.98 + 1 + 12 + 48 [𝑔]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3.
𝑀𝑀 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
= 1.1666 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3.
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑛 =
𝑃𝑉
𝑅𝑇
20
Vilchis Luna Diego
𝑛=
•
(0.76 [𝑎𝑡𝑚])(30.68 [𝐿])
= 0.966[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(0.08205 [𝑚𝑜𝑙 °𝐾 ])(21 + 273.15 °𝐾)
Obtener el reactivo limitante.
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 →
⏟
1.1666
= 0.5833
2
𝐻2𝑆 →
0.588
= 0.588
1
𝑅.𝐿
•
Rendimiento porcentual.
2[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
1.1666 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
) = 1.1666 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 𝑎𝑙 100%
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
0.966[𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2 (
•
100%
) = 82.80%
1.1666 [𝑚𝑜𝑙]𝐶𝑂2
Cantidad en moléculas de Na2S.
1.1666 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎2𝑆
82.80% 6.022𝑥1023 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]𝑁𝑎2𝑆
)(
)(
)
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
100% ⏟
1 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎2𝑆
= 2.908𝑥1023 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎2𝑆 = 290.8𝑥1021 [𝑚𝑜𝑙]𝑁𝑎2𝑆
𝑚𝑜𝑙
21. El nitrato de amonio (NH4NO3) se descompone de acuerdo a la reacción siguiente:
2 NH4NO3(s)
2N2(g) + O2(g) + 4 H2O(g)
Calcule el volumen de la mezcla gaseosa (en litros), que se obtiene al descomponerse 454
[g] de nitrato de amonio, a 819 [ºC] y 640 [mm] de Hg. Considere comportamiento de gas
ideal para todos los gases.
2 113.6272 [L]
1[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3
454[𝑔]𝑁𝐻4𝑁𝑂3 (
) = 5.675[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑅. 𝐿
⏟80 [𝑔]𝑁𝐻4𝑁𝑂3
𝑀𝑀 𝑁𝐻4𝑁𝑂3
21
Vilchis Luna Diego
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁2
5.675[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3 (
) = 5.675[𝑚𝑜𝑙]𝑁2
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3
5.675[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3 (
1[𝑚𝑜𝑙]𝑂2
) = 2.8375[𝑚𝑜𝑙]𝑂2
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3
4[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂
5.675[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3 (
) = 11.35[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂
2[𝑚𝑜𝑙]𝑁𝐻4𝑁𝑂3
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 → 𝑉 =
𝑛𝑅𝑇
𝑃
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(5.675[𝑚𝑜𝑙]𝑁2) (0.08205 [
(
)
𝑚𝑜𝑙 °𝐾]) 819 + 273.15 °𝐾
𝑉 𝑁2 =
=
0.842 [𝑎𝑡𝑚]
603.969 [𝐿]𝑁2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
]) (819 + 273.15 °𝐾)
𝑚𝑜𝑙 °𝐾
=
0.842 [𝑎𝑡𝑚]
(2.8375[𝑚𝑜𝑙]𝑂2) (0.08205 [
𝑉 𝑂2 =
301.9845 [𝐿]𝑂2
𝐿 𝑎𝑡𝑚
(5.675[𝑚𝑜𝑙]𝐻2𝑂) (0.08205 [
(
)
𝑚𝑜𝑙 °𝐾]) 819 + 273.15 °𝐾
𝑉 𝐻2𝑂 =
=
0.842 [𝑎𝑡𝑚]
1207.938 [𝐿]𝐻2𝑂
603.969 [𝐿]𝑁2 + 301.9845 [𝐿]𝑂2 + 1207.938 [𝐿]𝐻2𝑂 = 2113.8915 [𝐿]
22