Modulo 2Segunda parte de estequiometria

Clculos reactivos o productos, reactivo lmite y porcentaje de pureza

Prof. Cristina casas

Estos son algunos ejercicios resueltos para estequiometria reactivos o productos a partir de una reaccin qumica, utilizando factor molar, pesos moleculares o atmicos segn sea el caso:1. Mtodo regla de tres:

En una reaccin qumica se puede calcular la cantidad de reactivos que se necesitan para generar una cantidad definida de productos, o la cantidad de productos que se forma con una cantidad definida de reactivo.Es necesario contar con una reaccin balanceada y establecer la cantidad de ATG o moles que participan (tericamente) en la reaccin.

Cuntos g de Na se necesitan para preparar 12 g de sal (NaCl)?

Reaccin:2 Na + Cl2 2 NaCl

2 ATG de sodio = 46 g, 1 mol de cloro = 71g y 2 moles de cloruro de sodio = 117 g (la suma de los reactivos es igual al producto).

Terica46 g71 g117 g

2 Na +Cl2 2 NaCl

Real X12 g

Se establece la relacin terico-Prctica, y se calcula la cantidad de sodio.NaNaCl46 g ------ 117 g X ------ 12 g X = (46) (12) / 117 X =4.7 g

Cuntos g de H2O se producen cuando reaccionan 28 g de Zn (OH)2?

Reaccin:Zn (OH)2+ H2S ZnS + 2 H2O

2 mol de hidrxido de zinc = 99.5 g reaccionan con 1 mol de cido sulfhdrico = 34 g y produce 1 mol de sulfuro de zinc = 97.5 g ms 2 moles de agua = 36 g (la suma de los reactivos es igual al producto).Terica 99.5 g34 g97.536 g

Zn(OH)2+H2S ZnS+ 2 H2O

Real 28 gX

Se establece la relacin terico-Prctica, y se calcula la cantidad de agua.Zn(OH)2H2O99.5 g -------- 36 g28 g -------- X X = (28) (36) /99.5 X =10.1 g2. Mtodo factor de conversin:Los pasos son para resolver por este mtodo son: Ajustar la ecuacin qumica

Convertir los valores de masa a valores molares

Usar los coeficientes de la ecuacin ajustada para determinar las proporciones de reactivos y productos

Reconvertir los valores de moles a masa.Factores para calcular Moles-Moles Cuando una ecuacin est ajustada, basta un clculo simple para saber las moles de un reactivo necesarias para obtener el nmero deseado de moles de un producto. Se encuentran multiplicando las moles deseada del producto por la relacin entre las moles de reactivo y las moles de producto en la ecuacin ajustada. La ecuacin es la siguiente:

Ejemplo: Cul de las siguientes operaciones es correcta para calcular el nmero de moles de hidrgeno necesarios para producir 6 moles de NH3segn la siguiente ecuacin?

a)6 moles NH3x 2 moles NH3/ 3 moles H2b)6 moles NH3x 3 moles NH3/ 2 moles H2c)6 moles NH3x 3 moles H2/ 2 moles NH3d)6 moles NH3x 2 moles H2/ 3 moles NH3 En este caso, el reactivo es H2, y el producto es NH3. La respuesta correcta escc) VERDADERA: Factor para Clculos Mol-Gramos: Para encontrar la masa de producto, basta con multiplicar las moles de producto por su peso molecular en g/mol. Ejemplo:Cul de las siguientes operaciones calcula correctamente la masa de oxgeno producida a partir de 0,25 moles de KClO3segn la siguiente ecuacin?(Pesos Atmicos: K = 39,1, Cl = 35,45, O = 16,00).

a)0,25 moles KClO3x 2 moles KClO3/3 moles O2x 32 g/1 mol O2b)0,25 moles KClO3x 3 moles O2/2 moles KClO3x 32 g/1 mol O2c)0,25 moles KClO3x 2 moles KClO3/3 moles O2x 1 mol O2/32 gd)0,25 moles KClO3x 3 moles O2/2 moles KClO3x 1 mol O2/32 gEn este caso, el reactivo es KClO3, y el producto O2La respuesta correcta esb.: Factor para Clculos Gramos-Gramos: En la cuestin correspondiente a este apartado, es muy importante estar seguros de usar la relacin correcta de reactivos y productos de la ecuacin ajustada. Ejemplo:Cul de las siguientes operaciones es la correcta para calcular el nmero de gramos de carburo de calcio (CaC2) necesarios para obtener 5,2 gramos de acetileno (C2H2)?(Pesos Atmicos: Ca = 40,01, C = 12,01, O = 16,00, H = 1,008).

a) 5.2 g C2H2x (1 mol C2H2/26 g C2H2) x (1 mol CaC2/1 mol C2H2) x (64.1 g CaC2/1 mol)b)5.2 g C2H2x (26 g C2H2/1 mol) x (1 mol CaC2/1 mol C2H2) x (1 mol/64.1 g CaC2)c)5.2 g C2H2x (1 mol/26 g C2H2) x (1 mol C2H2/1 mol CaC2) x (1 mol/64.1 g CaC2)d)5.2 g C2H2x (26 g C2H2/1 mol) x (1 mol C2H2/1 mol CaC2) x (64.1 g CaC2/1 mol)Escribiendo la ecuacin en su forma estequiomtricamente correcta la respuesta esaa)forma estequiomtricamente correcta.

Problemas de estequiometria - Moles a Moles. Ejemplo: Calcular el nmero de moles de dixido de nitrgeno (NO2) obtenidas cuando se producen 3 moles de oxgeno en la descomposicin del cido ntrico por la luz?

En esta reaccin, se obtiene 1 mol de O2y 4 moles de NO2cuando se descomponen 4 moles de cido ntrico. Por tanto, cuando se forman 3 moles de O2se forman tambin 3 x 4 = 12 moles de NO2. Problemas de estequiometria - Moles a Masa. Ejemplo:Cuntos moles de dixido de azufre pueden obtenerse quemando 16 gramos de azufre?(Pesos Atmicos: S = 32,06, O = 16,00).

En esta reaccin, 1 mol de S8reacciona para dar 8 moles de SO2. Por tanto: Problemas de estequiometria - Masa a Masa. Ejemplo:Qu masa de H2, que reacciona con exceso de O2, produce 11.91 g de H2O?(Pesos Atmicos: H = 1,008, O = 16,00).

En esta reaccin, 2 moles de H2reaccionan para dar 2 moles de H2O. De acuerdo con la estequiometria de la reaccin:

Reactivo limitanteEs aquel reactivo concreto de entre los que participan en una reaccin cuya cantidad determina la cantidad mxima de producto que puede formarse en la reaccin.

Otros conceptos:

Proporcin de reaccinCantidades relativas de reactivos y productos que intervienen en una reaccin. Esta proporcin puede expresarse en moles, milimoles o masas.Rendimiento realCantidad de producto puro que se obtiene en realidad de una reaccin dada. Comprese con rendimiento terico.

Rendimiento tericoCantidad mxima de un producto especfico que se puede obtener a partir de determinadas cantidades de reactivos, suponiendo que el reactivo limitante se consume en su totalidad siempre que ocurra una sola reaccin y se recupere totalmente el producto. Comprese con rendimiento.

Rendimiento porcentualRendimiento real multiplicado por 100 y dividido por el rendimiento terico.

Porcentaje de purezaEl porcentaje de un compuesto o elemento especfico en una muestra impura.

Modificaciones alotrpicas (altropos)Formas diferentes del mismo elemento en el mismo estado fsico.Ejemplos de reactivo limite: Para la reaccin:

Cul es el reactivo limitante si tenemos 10 molculas de hidrgeno y 10 molculas de oxgeno?Necesitamos 2 molculas de H2por cada molcula de O2Pero tenemos slo 10 molculas de H2y 10 molculas de O2.

La proporcin requerida es de 2: 1

Pero la proporcin que tenemos es de 1 : 1

Es claro que el reactivo en exceso es el O2y el reactivo limitante es el H2Con base en la informacin anterior resuelve la siguiente gua de trabajo en clase:1. Qu masa de cido sulfrico se podr obtener a partir de 250 g de azufre 98 % de pureza?2. El cobre reacciona con el cido sulfrico segn la ecuacin:

H2SO4+ Cu SO2+ CuSO4+ 2.H2O

Si se tienen 30 g de cobre y 200 g de H2SO4, calcular:

a) Qu reactivo est en exceso y en qu cantidad?.

b) Nmero de moles de SO2que se desprenden.

c) Masa de CuSO4que se forma.

3. El cido bromhdrico y el cido sulfrico reaccionan segn la ecuacin:

H2SO4+ 2.HBr SO2+ Br2+ 2.H2O

Si reaccionan 3 moles de H2SO4, calcular:

a) Masa de HBr necesaria.

b) Nmero de moles de Br2formados, sabiendo que la reaccin tiene un rendimiento del 90 %.

4. Cuando se trata el cobre con cido ntrico se produce una reaccin segn la ecuacin:

HNO3+ 3.Cu 3Cu (NO3)2+ 2.NO + 4.H2O

Calcular:

a) Cuntos gramos de cido ntrico reaccionarn con 200 g de cobre.

b) Qu peso de sal cprica se obtendr?