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Resolución del Ejercicio (FQ1BE1973) de Cálculos en Reacciones Químicas en Volumen, para Química de Secundaria y Bachillerato

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO FQEE1973 DE CÁLCULOS EN REACCIONES QUÍMICAS EN VOLUMEN:

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EJERCICIO FQ4EE1973:

En la combustión del etano (C2H6) se obtiene dióxido de carbono y agua.

a.- Escribir y ajustar la reacción química correspondiente

b.- Si partimos de 2 litros de etano, ¿cuántos litros de CO2 se obtienen?

c.- Si partimos de 90 gramos de etano, ¿cuánto oxígeno gaseoso se consume? (dar esta respuesta en gramos y en litros en C.N.)

DATOS: Mm(H)=1 uMm(C)=12 u.; Mm(O)=16 u.

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:

APARTADO A:

La reacción química ajustada correspondiente al proceso:

Hay que tener en cuenta que siempre la combustión de un compuesto orgánico (que tiene Carbono, Hidrógeno e incluso oxígeno) siempre es añadiendo oxígeno (O2) al compuesto orgánico y se obtiene anhídrido carbónico (CO2) y agua.

Para ajustar una combustión de compuesto orgánico, el mejor modo es:

  1. Contar los carbonos del compuesto orgánico y poner ese número al anhídrido carbónico. (un dos)
  2. Contar los hidrógenos del compuesto orgánico y ese número dividido entre dos ponérselo al agua. (6 hidrógenos, un tres al agua)
  3. Contar los oxígenos que hay en los productos (en el anhídrido carbónico y agua) y ese número dividido entre dos ponérselo al oxígeno en los reactivos. (7 oxígenos, un 7/2 al O2)

Ese es el proceso que hemos seguido en este caso.

APARTADO B, de los litros de CO2 que se obtienen con 2 litros de etano:

 

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Según las leyes:

LEY DE LOS VOLÚMENES DE COMBINACIÓN

LEY DE AVOGADRO

Los coeficientes estequiométricos, si son gases las sustancias que intervienen en la reacción química, nos indican la relación en volumen entre reactivos y productos en la que el proceso tiene lugar. Por ello, y partiendo de la reacción ajustada, 1 litro de etano produce dos litros de anhídrido carbónico. Entonces con dos litros de etano obtendremos 4 litros de CO2. No obstante, con factores de conversión:

APARTADO C, si partimos de 90 gramos de etano, ¿cuánto oxígeno gaseoso se consume? (dar esta respuesta en gramos y en litros en C.N.):

Lo primero que necesitamos en pasar los 90 gramos de etano a moles, para establecer las relaciones tanto en moles como en litros y obtener el oxígeno correspondiente que se consume.

Los 90 gramos de etano a moles, teniendo en cuenta que la masa molecular del etano es 2·12(C)+6·1(H)=30 uma.

Ahora teniendo en cuenta que de la reacción ajustada 1 mol de etano se combina con 7/2 moles de oxígeno y que la masa molecular del oxígeno son 32 uma (1 mol de oxígeno son 32 gramos), utilizando factores de conversión encadenados en este caso, podremos obtener la masa de oxígeno en gramos que se consume con los 90 gramos (3 moles) de etano:

Que es la masa de oxígeno que se consume.

Para los litros en condiciones normales, volvemos a pasar estos gramos de oxígeno a moles y añadimos el factor de conversión que nos indica que un mol de cualquier gas en condiciones normales ocupa un volumen de 22,4 litros.