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Resolución de los Ejercicios de Cálculos Estequiométricos en Reacciones Químicas

RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS DE CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS EN REACCIONES QUÍMICAS:

PODRIA INTERESAR IR A FACTORES DE CONVERSIÓN EN ESTEQUIOMETRÍA

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RESOLUCIONES DE LOS EJERCICIOS:

 

EJERCICIO FQ4EE1775:

  El hidrógeno y el cloro forman ácido clorhídrico:

  1. Escribir y ajustar la reacción
  2. Si tenemos cloro suficiente, ¿cuántos moles de hidrógeno se necesitan para formar 3 moles de ácido clorhídrico?.
  3. Con hidrógeno de sobra, ¿cuántos gramos de cloro se necesitan para obtener 1 kg de ácido clorhídrico?
  4. Si quiero obtener 10 g de HCl, ¿Cuánto hidrógeno y cuánto cloro necesito?
  5. Cuánto cloro hace falta para que reaccione con 5 gramos de hidrógeno
  6. Cuánto hidrógeno hace falta para que reaccione con 5 gramos de cloro
  7. Con 5 gramos de hidrógeno y 5 gramos de cloro, ¿Cuánto ácido clorhídrico se obtiene?
  8. ¿Al completarse la reacción, qué cantidades tenemos de cada uno de los compuestos que intervienen en la misma?

RESOLUCIÓN:

g) A la vista de los resultados de los apartados e y f, se observa que el cloro es el limitante (no tenemos suficiente cloro para que reaccione con los 5 gramos de hidrógeno –necesitaríamos 177,5 g de cloro y sólo tenemos 5).

  Igualmente se observa que el hidrógeno es el que está en exceso (con los 5 gramos de cloro reaccionan sólo 0,141 g de hidrógeno, que va a sobrar ya que tenemos 5 gramos de hidrógeno).

  Con estas cantidades de reactivo, la reacción se producirá entre 5 gramos de cloro y 0,141 g de hidrógeno, formándose 5+0,1408 =5,1408 g de HCl.

  Tener en cuenta que el reactivo limitante se gasta todo, y que el que está en exceso sobra.

  Al mismo resultado llegamos teniendo en cuenta las cantidades que realmente reaccionan de cada uno y utilizando los factores de conversión.

 

h) El cloro se gasta todo, no hay nada.

  El hidrógeno, se gasta 0,1408 g, con lo que queda 5-0,1408=4,8592 g de hidrógeno

  Ácido clorhídrico queda lo que se ha formado: 5,1408 g

EJERCICIO FQ4EE1780: (AL SER IGUAL QUE EL ANTERIOR, pero con otros datos SE DAN LAS SOLUCIONES)

  El hidrógeno y el cloro forman ácido clorhídrico:

  1. Escribir y ajustar la reacción. (igual que el anterior)
  2. Si tenemos cloro suficiente, ¿cuántos moles de hidrógeno se necesitan para formar 4 moles de ácido clorhídrico?. (2 MOLES)
  3. Con hidrógeno de sobra, ¿cuántos gramos de cloro se necesitan para obtener 0,8 kg de ácido clorhídrico? (778,19 g)
  4. Si quiero obtener 5 g de HCl, ¿Cuánto hidrógeno y cuánto cloro necesito? (4,86 g de cloro, 0,137 g de H2)
  5. Cuánto cloro hace falta para que reaccione con 12 gramos de hidrógeno. (426 g de Cl2)
  6. Cuánto hidrógeno hace falta para que reaccione con 12 gramos de cloro. (0,338 g de H2)
  7. Con 12 gramos de hidrógeno y 12 gramos de cloro, ¿Cuánto ácido clorhídrico se obtiene? (12,338 g de HCl)
  8. ¿Al completarse la reacción, qué cantidades tenemos de cada uno de los compuestos que intervienen en la misma? (nada de Cl2; 11,662 g de H2; 12,338 g de HCl)

EJERCICIO FQ4EE1776:

La combustión del metano (CH4) se produce en presencia de oxígeno y produce anhídrido carbónico y agua:

  1. Escribir y ajustar la reacción
  2. ¿Cuántos moles de oxígeno hacen falta por cada mol de metano?
  3. ¿Cuánto anhídrido carbónico se desprende cuando quemamos 5 gramos de metano en presencia del oxígeno necesario?
  4. ¿Qué masa de metano se puede quemar con 10 gramos de oxígeno?
  5. ¿Qué masa de oxigeno se necesita para quemar 10 gramos de metano?
  6. ¿Qué cantidad de agua se obtiene cuando hacemos reaccionar 10 gramos de metano y 10 gramos de oxígeno?
  7. ¿Qué cantidad de cada compuesto queda cuando hacemos reaccionar 10 gramos de metano y 10 gramos de oxígeno?

RESOLUCIÓN:

   b) De la reacción se ve claro que hacen falta dos moles de oxígeno por cada mol de metano.

    f) A la vista de los resultados de los apartados d y e, se observa que el oxígeno es el limitante (no tenemos suficiente) y que el metano es el que está en exceso (va a sobrar); con lo que la reacción se va a producir entre los 10 gramos de oxígeno y los 2,5 gramos de metano. El agua que se va a formar será la que se obtenga con cualquiera de las dos cantidades anteriores:

    g) El oxígeno se gasta todo, no queda nada; se gastan los 10 gramos

El metano, se gastan 2,5 g, con lo que quedan 7,5 gramos.

Quedan 5,625 g de agua que es la cantidad de la misma que se ha formado.

EJERCICIO FQ4EE1779:

El hidrógeno y el nitrógeno forman amoniaco:

  1. Escribir y ajustar la reacción indicando las proporciones en moles y en gramos entre los diferentes compuestos que intervienen
  2. ¿Qué cantidad de amoniaco se forma cuando hacemos reaccionar 3 litros de hidrógeno en condiciones normales con 15 gramos de nitrógeno?

Datos: Masas atómicas: H:1; N:14;

RESOLUCION:

Teniendo en cuenta que las masas moleculares son:  Mm(H2)=2·1=2; Mm(H2)=2·14=28; Mm(NH3)=14+3·1=17

   b) Para este apartado varias consideraciones:

   Respecto al hidrógeno, tendremos que pasar el volumen a masa, para trabajar como habitualmente lo hemos hecho.

   Es necesario tener en cuenta el concepto de REACTIVO LIMITANTE Y EN EXCESO, para ver las cantidades reales que participan en la reacción.

   Para pasar los 3 litros de hidrógeno en CONDICIONES NORMALES a masa, tendremos en cuenta que:

  • 1 mol de cualquier gas en C.N. ocupa un volumen de 22,4 litros.
  • 1 mol de cualquier sustancia equivale a la masa molecular de la sustancia expresada en gramos.

   Utilizando los factores de conversión adecuados:

   Ahora necesitamos identificar el reactivo limitante y el que está en exceso, para trabajar con las cantidades que realmente intervienen en la reacción; contando con que tal y como nos cuenta la reacción: 6 gramos de hidrógeno reaccionan con 28 gramos de nitrógeno.

   Notar que como introducimos 0,27 g de hidrógeno y 15 gramos de nitrógeno, de la operación anterior se ve muy bien que el hidrógeno es el limitante (se gasta todo) y el nitrógeno está en exceso (sobra). Por ello para obtener la cantidad de amoniaco que se forma, podemos partir tanto de los 0,27 gramos de hidrógeno, como de los 1,26 gramos de nitrógeno; sabiendo que las proporciones según nos indica la reacción son:

  • 6 gramos de hidrógeno producen 34 g de amoniaco.
  • 28 gramos de nitrógeno producen 34 g de amoniaco.

   Por ello:

Llegando lógicamente al mismo resultado, ya que estamos jugando con las cantidades que realmente participan en la reacción.

 

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