Ejercicio Resuelto (FQ4EE1979) de Cálculos en la Reacción Química de Combustión del Metano
3 agosto 2014
Ejercicio Resuelto (FQ4EE1983) de Cálculos en la Reacción Química de Combustión del Propano
5 agosto 2014

Ejercicio Resuelto (FQ4EE1982) de Cálculos en la Reacción Química de Combustión del Butano

EJERCICIO RESUELTO DE CÁLCULOS CON LA REACCIÓN QUÍMICA DE COMBUSTIÓN DEL BUTANO:

PODRÍA INTERESAR IR A:

EJERCICIO RESUELTO CON INSTRUCCIONES PARA REALIZAR EL AJUSTE DE REACCIONES DE COMBUSTIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS.

VOLVER A REACCIONES QUÍMICAS

IR A FÍSICA Y QUÍMICA DE 4º DE LA ESO

IR A FÍSICA Y QUÍMICA DE 1º DE BACHILLERATO

IR A QUÍMICA POR TEMAS

VOLVER AL ARTÍCULO DONDE SE ENCUENTRA ESTE EJERCICIO Y OTROS RELACIONADOS CON LA COMBUSTIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

EJERCICIO FQ4EE1982:

Si en la combustión del butano se obtienen 17,6 g de anhídrido carbónico:

a.- ¿Cuánta agua se obtiene?

b.- ¿Cuánto oxígeno se ha consumido?

c.- ¿Cuánto butano se ha quemado?

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

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:

La fórmula semidesarrollada del butano es: CH3-CH2-CH2-CH3 que corresponde a una fórmula molecular C4H10.

Tener en cuenta que la combustión se produce en presencia de oxígeno obteniéndose anhídrido carbónico y agua. Con lo que la reacción de combustión del butano ajustada:

Es muy probable que los alumnos opten por este otro ajuste, ante el “disgusto” que les producen las fracciones, igualmente correcta:

Que se obtiene multiplicando la anterior por dos para evitar la fracción.

Para ser fieles al servicio que les debemos a los alumnos, creemos más apropiado resolver el ejercicio con el segundo ajuste. Esto es, en lo sucesivo trabajaremos con la reacción de combustión del butano, ajustada del siguiente modo:

Si se utilizara el primero de los ajustes propuestos, con fracciones, no resulta difícil el cambio en los factores de conversión con los coeficientes estequiométricos correspondientes y equivalentes a los que vamos a usar.

En la resolución tendremos pues en cuenta las proporciones en las que dos moles de butano necesitan 13 moles de oxígeno y se producen como consecuencia de la combustión 8 moles de anhídrido carbónico y 10 moles de agua.

APARTADO A, del agua que se obtiene si se han obtenido 17,6 g de anhídrido carbónico:

Utilizando factores de conversión, necesitamos en primer lugar pasar los 17,6 g de CO2 a moles. Teniendo en cuenta que la masa molecular del CO2 es de 1·12(C)+2·16(O)=44 uma:

A continuación, sabiendo que cuando se obtienen 8 moles de CO2 se obtienen además 10 moles de agua:

 

Prohibida la reproducción total o parcial de este contenido, así como la publicación en la red, sin la autorización expresa y por escrito del propietario de esta web www.matematicasfisicaquimica.com.

Se han obtenido 0,5 moles de agua, que pasándolos a gramos, ya que suele entenderse que es la respuesta más correcta para cantidades si no se indica otra cosa:

Donde hemos tenido en cuenta que la masa molecular del H2O es 18 uma = 16 (oxigeno) + 2·1 (hidrógeno).

APARTADO B, del oxígeno (O2) que se ha consumido si se han obtenido 17,6 g de anhídrido carbónico:

Tendremos en cuenta que en la combustión del butano, cuando se obtienen 8 moles de anhídrido carbónico se consumen 13 moles de oxígeno. Como del apartado anterior sabemos que los 17,6 g de CO2 corresponden a 0,4 moles de CO2 , utilizando la relación mencionada y encadenando además el factor de conversión para pasar de moles de oxígeno a gramos de oxígeno:

Donde hemos considerado que la masa molecular del oxígeno gaseoso (O2) es de 2·16(O)=32 uma.

APARTADO C, del butano que se ha quemado si se han obtenido 17,6 g de anhídrido carbónico:

Tendremos en cuenta aquí que por cada dos moles de butano que se queman se obtienen 8 moles de anhídrido carbónico. Por ello y teniendo en cuenta que la cantidad de 17,6 g de anhídrido carbónico que nos dan ya sabemos que son 0,4 moles:

Se han quemado 5,8 gramos de butano.

Donde hemos encadenado además el factor de conversión que nos “convierte” los moles de butano a gramos de butano, teniendo en cuenta que la masa molecular del butano (C4H10) es 4·12 (C)+10·1 (H)=58 uma.