Problemas resueltos de Estequiometria y gases.

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ÁREA DE QUÍMICA

QUÍMICA GENERAL 1

[pic 1]

PROBLEMA  No. 1:

La densidad de una solución al 72% en masa de ácido fosfórico, H3PO4, es 1.65 g/cc.  ¿Qué masa de ácido fosfórico contienen 2 galones de esta solución?

SOLUCIÓN:

La información proporcionada puede resumirse así:

Densidad de la solución  =  1.65 gramos de solución / 1 cc de solución

El porcentaje en masa dado para la solución, puede interpretarse como factor de conversión asÍ:

72 % en masa de H3PO4  =  72 gramos de H3PO4 / 100 gramos de solución

Los galones de solución se convierten a cc :

2 galones solución  x   3.785 L solución x 1000 cc solución   =    7570 cc solución

                         1 galón solución         1 L solución

[pic 2]

7570 cc solución  x  1.65 g solución  x  72   g    H3PO4   =  

                         1 cc solución         100 g solución

PROBLEMA  No. 2:

Establecer la composición porcentual para el dicromato férrico,  Fe2 (Cr2O7)3 :  

SOLUCIÓN:         La resolución se inicia calculando la masa molecular de la sustancia:

Fe:   2( 55.85 g )   =   111.70  gramos

Fe2 (Cr2O7)3                 Cr:    6( 51.99 g )  =   311.94  gramos

                            O:    21( 16 g )     =   336.00  gramos  ( + )

                                     759.64  gramos

Con la información anterior, se puede finalmente calcular la composición porcentual para el compuesto:

% Fe  =  111.70   x  100   =   14.70 %   

                                        759.64

% Cr  =  311.94  x  100    =   41.06 %

                                        759.64

% O   =  336.00  x  100    =   44.23 %

                                        759.64

PROBLEMA No.3:

Una mezcla formada por Óxido de Bario, BaO y Óxido de Sodio, Na2O, con masa de 8 gramos se disolvió en agua.    La solución formada se trató seguidamente con ácido sulfúrico diluído, H2SO4, para convertir los óxidos en sulfatos.        

El sulfato de Bario, BaSO4  se precipita de la solución, pero el sulfato de sodio es soluble y permanece en solución.     El  BaSO4 precipitado es recogido por filtración encontrándose que ya seco tiene una masa de 3.88 gramos.    Qué porcentaje de la mezcla original de óxidos es Óxido de Bario?

SOLUCIÓN:

Cuando se mezcla el ácido sulfúrico con los óxidos de Bario y Sodio, se forma el sulfato de Bario y el sulfato de Sodio.     De estos dos sulfatos según la información del problema, es insoluble el sulfato de Bario, dando como resultado que este precipite en la solución.    Luego por la técnica de filtración se logra separar  de la solución el precipitado, el que luego es secado y pesado determinándose una masa de 3.88 gramos de sulfato de Bario.

La cantidad de Bario presente en el sulfato de Bario ( BaSO4) es la misma que estaba presente en el óxido de Bario que al inicio se mezcló con el ácido, por consiguiente a partir de la masa de sulfato de Bario se puede calcular la cantidad de Bario presente en la muestra original de óxido de bario:

                       Ba   =    1 (137.33 g )   =    137.33   gramos[pic 3]

BaSO4              S        =    1 (  32.06 g )   =      32.06   gramos

                    O    =    4 (  16.00 g )   =      64.00   gramos  (  +  )

                                                    233.39  gramos

3.88  g  BaSO4  x   137.33    g    Bario   =   2.28  g  Bario

233.39   g  BaSO4

Con la cantidad de gramos de Bario calculados, se puede establecer la cantidad de gramos de óxido de Bario presentes al inicio:

La masa molecular del óxido de bario es:

[pic 4]

BaO         Ba:   1 ( 137.33 g )  =   137.33  gramos

               O:    1 ( 16  g  )      =     16.00  gramos    ( + )

                                                     153.33  gramos

2.28 g Bario   x   153.33  g   BaO  =   2.55 gramos  BaO

                                                              137.33 g Bario

Finalmente se puede calcular el porcentaje de óxido de Bario en los 8 gramos de mezcla:

% BaO  =   2.55   gramos   BaO  x   100  =   [pic 5]

                                8  gramos  muestra

PROBLEMA No. 4:

Un átomo de un elemento tiene una masa de 159.32 yg.

1. Cuál es la masa atómica del elemento?
2. Cuál es el nombre del elemento?

SOLUCIÓN:

a)        La masa del átomo dado en realidad es  159.32 x 10 –24  gramos, esto por el prefijo yocto que se da en la información, por consiguiente a partir de esta masa se establece la masa para 1 mol de átomos de dicho elemento:

  1 mol de átomos   X    6.022 x 1023  átomos   X    159.32 x 10 –24  gramos    =    95.94 gramos

                                  1mol de átomos                    1 átomo            

b)        La masa calculada en el inciso anterior está dada para un mol del elemento, por consiguiente esa cantidad represente la masa atómica del elemento, con la ayuda de una tabla periódica y la masa atómica del elemento se encuentra que el elemento lleva por nombre  MOLIBDENO ( masa atómica 95.94 g /  mol ).

PROBLEMA No. 5:

El oxibromato, KBrOx  , donde se desconoce x, es sometido a análisis químico y se ha determinado que contiene aproximadamente 52.92% de Bromo.  ¿Cuánto vale  x ?

SOLUCIÓN:

La información proporcionada por el problema indica que el oxibromato contiene 52.92% de bromo, dato que puede interpretarse de la siguiente manera:

                                  52.92% Bromo   =     52.92   gramos   Bromo                   ( relación  1 )

                                         100 gramos oxibromato

La masa molecular del oxibromato se puede calcular en función de  x :

                     K  =  1(39.10 g )  =   39.10 g[pic 6]

KBrOx               Br =  1(79.90 g )  =   79.90 g

               O  =  x(16 g )       =    16 x  g  (  +  )

        119  +  16x

El porcentaje en masa de Bromo en la molécula de oxibromato se puede plantear asÍ:

                    masa  de  Bromo   X 100    =     79.90 g  Bromo            ( relación 2 )

                                          masa oxibromato                         119  +  16x

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