Ejercicios De Estequiometría

TALLER DE ESTEQUIOMETRÍA

Cálculo estequiométrico o estequiometría o cálculo de cantidades de sustancias que interaccionan, puede ser reactivo consumido o de producto formado.

Basado en las proporciones constantes.

Para resolver un ejercicio precisamos de una ecuación balanceada del fenómeno, pues los coeficientes nos darán las proporciones en moles, lo cual nos permite elaborar relaciones a partir de los datos de la ecuación balanceada.

1 N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) Coeficientes (1- 3 - 2)

1 N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) 1mol 3 mol → 2mol

Cuando expresamos una cantidad en moles indirectamente podemos expresar moles en moléculas, en g o en litros, ya que tenemos:

1 MOL ≡ 6,02x1023 MOLÉCULAS ≡ M g/mol ≡ 22,4L (gas,CNTP)

EJEMPLOS

¿Cuántos moles de N2(g) son necesarios para producir 5 moles de NH3(g)?

1 N2(g) + 3 H2(g) → 2NH3(g)

1 mol 2mol

x mol 5 mol

x = 5*1 = 2,5 mol NH3(g)

¿Cuántos gramos de NH3(g) serán producidos a partir de 12g de H2(g)?

Dados: las masas molares en g/mol H2 = 2 g/mol; NH3 = 17 g/mol

1 N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

3 mol 2 mol

3*2g 2. 17g

12g x = 12*2*17/3*2 xg = 68g NH3

Una de las maneras de impedir que el SO2 uno de los responsables de la “lluvia ácida”, sea liberado a la atmósfera es tratarlo previamente con óxido de magnesio en presencia de Ar, según la siguiente ecuación:

Dadas: las masas molares en g/mol MgO=40 y SO2=64

MgO(s) + SO2(g) + _ O2(g) → MgSO4(s)

¿Cuántas toneladas de óxido de magnesio son consumidas en el tratamiento de 9,6x103 toneladas de SO2?

1,5 x 102

3,0 x 102

1,0 x 103

6,0 x 103 → Rta

2,5 x 104

Solución: MgO(s) + SO2(g) + _ O2(g) → MgSO4(s)

1 mol 1 mol

40 g 64 g

xt 9,6.103 t

x = 40*9,6x103/64 = 6.100 t MgO

Un combustible e importante reactivo en la obtención de amoniaco y compuestos orgánicos saturados, es el hidrógeno que puede ser obtenido por la reacción:

NaH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g)

¿Cuántos litros de gas, a temperatura ambiente, pueden ser obtenidos por la hidrólisis de 60,0g de hidruro de sodio?

Dados: Volumen molar, a condiciones de ambiente = 24,5L/mol

Masa molar del NaH = 24g/mol

61,2 → Rta

49,0

44,8

36,8

33,6

Solución: NaH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g)

1mol 1 mol

24g 24,5L

60g xL

x = 60*24,5/24 = 61,25 L H2

EJERCICIOS

Un producto industrial de metanol, CH3OH, a partir de metano, CH4 en la combustión de metanol en motores de explosión interna pueden ser representados, respectivamente por las ecuaciones I y II.

I) 3CH4(g) + 2H2O(g) + CO2(g) → 4CH3OH(g)

II) CH3OH(g) + 3/2 O2 → CO2(g) + 2H2O(g)

Suponga que el CO2 de reacción representado en (I) provenía de la atmósfera, y considerando apenas las dos reacciones, (I) y (II), responda si la siguiente afirmación es verdadera: "La producción y el consumo de metanol no alteraría la cantidad de CO2 en la atmósfera". Justifique su respuesta.

Rta: El metano, el agua y el dióxido de carbono proveniente de la atmósfera producen el metanol y otros compuestos consumiendo de tal manera el CO2 como se indica en la ecuación (I).El consumo de metanol se da al entrar en contacto con otros reactivos produciendo de tal manera el CO2 por tanto la afirmación es falsa.

Para transformar mármol en yeso, precisamos atacarlo con ácido sulfúrico, según la reacción: H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + CO2 + H2O

Para 2 kg de mármol, ¿cuánto de yeso se puede producir?

Dados: (Ca = 40; C = 12; S = 32; O = 16)

Rta:Con 2Kg de mármol se puede producir 2.72Kg de yeso.

H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + CO2 + H2O

1mol 1 mol

100g 136g

2kg X

X=(136g×2Kg)/100g=2.72Kg

Rta:2Kg CaCO_3×(1KmolCaCo_3)/(100 Kg CaCO_3 )×(1 Kmol CaSO_4)/(1 Kmol CaCO_3 )×(136 Kg CaSO_4)/(1 Kmol CaSO_4 )=2.72 kg de yeso (CaSO_4 )

En las estaciones de tratamiento de agua, se eliminan las impurezas sólidas en suspensión a través de arrastre por flóculos de hidróxido de aluminio, producidos en la reacción representada por: Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)2 --> 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4

Dadas: las masas molares Al2(SO4)3 = 342 g/mol; Ca(OH)2 = 74 g/mol

Para tratar 1,0x106 m3 de agua fueron adicionadas 17 toneladas de Al2(SO4)3. ¿Qué masa de Ca(OH)2 fue necesaria para reaccionar completamente con esa sal?

150 kilogramos.

300 kilogramos.

1,0 tonelada.

11 toneladas.→Rta

30

...