1º. Se hace reaccionar 100 gramos de Calcio con ácido clorhídrico para dar cloruro

Transcripción

1 1º. Se hace reaccionar 100 gramos de Calcio con ácido clorhídrico para dar cloruro de calcio e hidrógeno gaseoso. Se pide: b) Hallar la masa de ácido clorhídrico necesario para que reaccione totalmente el calcio. c) La masa de cloruro de hidrógeno obtenido. d) El volumen de H2 medido en condiciones normales obtenido. DAT0: Masas atómicas: Ca 40 g/mol; H 1 g/mol; Cl 35,5 g/mol a) En primer lugar, se escribe la ecuación química, distinguiendo los reactivos y los productos y se ajusta. Ca + 2 HCl CaCl2 + H2 b) La relación de proporcionalidad obtenida de la ecuación química ajustada es la siguiente: 1 mol de Ca reacciona con 2 moles de HCl para dar 1 mol de CaCl2 y 1 mol de H2. Tenemos como dato 100 g de Ca. La incógnita es el HCl. Habrá que pasar los gramos de Ca a moles. moles Ca masa Ca masa atómica Ca moles Ca 100 g 40 g/mol moles Ca2,5 moles La relación de proporcionalidad la obtenemos de la ecuación ajustada: 1 mol Ca 2,5 moles Ca 2 moles HCl x moles HCl x 2,5 2 1 x5 moles HCl Conociendo el número de moles de HCl y la masa molar del HCl, podemos hallar la masa de HCl necesario. Mmolar HCl ,5 Mmolar HCl 36,5 g/mol. masa HCl36,5 g 5 moles masa HCl182,5 gramos mol c) El dato de partida es 2,5 moles de Ca y la incógnita es el CaCl2 obtenido. La relación de proporcionalidad se obtiene a partir de la ecuación química ajustada 1 mol Ca 1 moles CaCl 2 2,5 moles Ca x 2,5 1 1 moles CaCl 2 1 x2,5 moles CaCl 2

2 Conociendo el número de moles de CaCl2 y la masa molar del CaCl2, podemos hallar la masa de producto obtenido. M molar CaCl ,5 M molar CaCl2 111 g/mol. masa CaCl g mol 2,5 moles masa CaCl 2277,5 gramos d) Para hallar el volumen del H2 gaseoso en condiciones normales, hay que hallar en primer lugar el número de moles de H2 obtenido en la reacción. La relación de proporcionalidad se obtiene a partir de la ecuación química ajustada. 1 mol Ca 1 moles H 2 2,5 moles Ca x 2,5 1 1 moles H 2 1 x2,5 moles H 2 Sabemos que 1 mol de cualquier gas medido en condiciones normales de presión y temperatura, ocupa un volumen de 22,4 litros. Por lo tanto, como tenemos 2,5 moles: V H2 22,4 2,5 V H2 56 litros 2º. Se hace reaccionar N2 con H2 para dar NH3 ( todos son gases ). Si se hace reaccionar 30 litros de N2 medido en condiciones normales, hallar: b) La masa de N2 que reacciona. c) El volumen y la masa de H2 que reacciona. d) El volumen y la masa de NH3 obtenido. DATO: Masas atómicas: N 14 g/mol; H 1 g/mol. a) N2 + 3 H2 2 NH3 b) Para hallar la masa de N2 en primer lugar hay que hallar el número de moles de N2 que reacciona. Conocemos el volumen en condiciones normales, por lo que se puede hallar el número de moles ( 1 mol en condiciones normales de cualquier gas, ocupa un volumen de 22,4 litros ). moles N 2 30 l 22,4 l/mol moles N 2 1,34 moles N 2 Y ahora, conociendo la masa molar del N2 se puede hallar la masa. Por lo tanto, la masa de N2 será: M molar N M molar N2 28 g/mol

3 masa N2 M molar N2 moles N 2 masa N2 1,34 moles N2 28 g/mol masa N2 10,72 g c) Las relaciones de proporcionalidad obtenidas de la ecuación química son válidas para moles de compuesto o para volúmenes de gases medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura 3º. Se hace reaccionar 2 litros de disolución HCl de concentración 200 g/l con Al para dar cloruro de aluminio y H2. Hallar: b) Masa de HCl que reacciona. c) Masa de Al que reacciona con el HCl d) Masa de AlCl3 obtenido. DATOS: Masas atómicas: Al 27 g/mol; H 1 g/mol; Cl 35,5 g/mol. a) Lo primero que hay que hacer es escribir la ecuación y ajustarla. Al + 3 HCl AlCl H 2 b) Se conoce la concentración en g/l y el volumen, por lo que se puede despejar la masa de HCl. masa HCl 200 g/l 2 l masa HCl 400 gramos c) Como sabemos, la ecuación química ajustada nos da la relación entre los moles de reactivos que reaccionan y los moles de productos formados. Por lo tanto, el primer paso para hallar la cantidad de Al que reacciona con los 400 gramos de HCl será transformar la masa de HCl en moles. ( masa molar de HCl ,5 36,5 g/mol ). moles HCl400 gramos 1 mol 36,5 gramos 10,96 moles HCl La relación entre Al y HCl que nos indica la ecuación ajustada es: 1 mol Al por cada 3 moles de HCl 1 mol Al 3 moles HCl x moles Al 10,96 moles HCl x 10, x3,64 moles Al Ahora multiplicamos el resultado obtenido por la masa atómica del Al y obtenemos la masa de Al: 3, ,28 gramos Al.

4 d)ahora la incógnita es la masa de AlCl3. El dato sigue siendo que partimos de 10,96 moles de HCl. La relación de proporcionalidad entre HCl y AlCl3 es de 3:1. 3 moles HCl 1 mol AlCl 3 10,96 moles HCl x moles AlCl 3 x3,64 moles AlCl 3 Ahora multiplicamos el resultado obtenido por la masa molar del AlCl3 ( , ,5 g/mol ) y obtenemos la masa de AlCl3: 3,64 133,5 485,94 gramos de AlCl3. 4º. Calcular el volumen de hidrógeno gaseoso medido en c.n. que debe reaccionar con exceso de cloro para obtener cloruro de hidrógeno que al introducir en 2 litros de agua nos de una disolución de riqueza 24 % en peso y densidad 1 24 g/ml. LECTURA DEL PROBLEMA: Los pasos que tienen lugar en el proceso son: a) El H2 reacciona con el Cl2 para dar HCl gaseoso. b) Introducimos el HCl gaseoso en agua se disuelve dando una disolución de ácido clorhídrico. Como el dato que tenemos es de la disolución de ácido clorhídrico, debemos: a) Tomar como base de cálculo la disolución de HCl para hallar la masa de HCl que tenemos en la disolución. b) Pasamos esos moles a masa, utilizando la masa molar del HCl. c) Esos moles de HCl se obtienen de la reacción química entre el H2 y el Cl2. Se halla el número de moles de H2 y por último, como 1 mol de cualquier gas en condiciones normales ocupa un volumen 22,4 litros, multiplicamos los moles obtenidos por 22,4 para obtener el volumen final de H2 HALLAR NÚMERO DE MOLES DE HCl EN LA DI FINAL. número de moles HCl 24 g HCl 100 g disolución 1 24g disolución 1 mol HCl 1 ml disolución ml 5g HCl Número de moles HCl moles de HCl necesitamos para obtener esa disolución con la concentración indicada. Los moles de HCl proceden de la reacción entre el H2 y el Cl2. H2 + Cl2 2 HCl Como me piden la cantidad de H2 tomo como base de cálculo el HCl formado y la relación estequiométrica entre ambos: 1 mol de H 2 2 moles de HCl x moles de H moles de HCl x x 8 155moles de H 2 Preguntan por el volumen de H2 medido en condiciones normales. Como cada mol de un gas en c.n. ocupa un volumen de 22 4 litros:

5 Volumen de H 2 en c. n moles 22 4litros 1 mol 182 7litros de H 2