PROBLEMAS RESUELTOS DE CÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOS EN REACCIONES QUÍMICAS

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1 PROBLEMAS RESUELTOS DE CÁLCULOS ESTEQUIMÉTRICOS EN REACCIONES QUÍMICAS ESQUEMA DE RESOLUCIÓN GENERAL En los siguientes problemas: - Ajusta la reacción, si es necesario. - Clasifica el tipo de reacción. - Clasifica el problema, según la magnitud de partida (moles, gramos, número de moléculas, ) y la magnitud requerida (moles, gramos, volumen de disolución, ). Se añade la solución por si te apetece resolverlos. a) Cuántos moles de zinc se requerirán para reaccionar con 0,95 moles de nitrato de cobre (II)? Zn + Cu(NO 3 ) 2 Cu + Zn(NO 3 ) 2 Respuesta: - Está ajustada. Desplazamiento simple. Problema tipo MOL-MOL. N = 0.95 moles Zn b) La reacción de fosfato de sodio con cloruro de hierro (III) produce 325,0 gramos de fosfato de hierro (III). Cuántos gramos de cloruro de hierro (III) reaccionaron? Na 3 PO 4 + FeCl 3 FePO 4 + 3NaCl Desplazamiento simple. Problema tipo MASA-MASA. m = g FeCl 3 c) Si desean producir 25,0 moles de agua a partir de la combustión del propano, de acuerdo con la reacción C 3 H 8 + O 2 H 2 O + CO 2. Cuántos moles de oxígeno tendrán que reaccionar?

2 Ecuación ajustada: C 3 H 8 + 5O 2 4H 2 O + 3CO 2 Es un doble desplazamiento. Parte del oxígeno desplaza al carbono del hidrógeno y otra parte, desplaza al hidrrógeno del carbono. Si surge una reacción de este tipo, podemos decir que es, simplemente, de combustión. Problema tipo MOL-MOL. N = moles de O 2 d) 10,0 gramos de heptano (C 7 H 16 ) reaccionan con oxígeno de acuerdo con la siguiente ecuación. C7H O2 8H2O + 7CO2. Cuántos gramos de agua se forman? C7H O2 8H2O + 7CO2. Combustión (doble desplazamiento). Problema tipo MASA-MASA. M= 14.4 g de agua e) La reacción de fosfato sódico con cloruro de bario produjo 0,56 moles de Fosfato de bario. Na3PO4 + BaCl2 NaCl + Ba3(PO4)2 Cuántos moles de cloruro de sodio se produjeron también? 2Na3PO4 + 3BaCl2 6NaCl + Ba3(PO4)2. Doble desplazamiento. Problema tipo MOL-MOL. N = 3,36 moles de NaCl f) Una cierta cantidad de N 2 se combina con 8,0 litros de H 2 medidos en condiciones estándar, de acuerdo con la ecuación N2 + H2 NH3 Cuántos litros de NH3 se producirán? N2 + 3H2 2NH3 Síntesis Problema tipo VOL (STP)-VOL(STP). V = 5.33 l de NH 3 g) A continuación se da la reacción que sufre el peróxido de hidrógeno al lavar una herida: H 2 O 2 (l) H 2 O (l) + O 2 (g). Cuántos gramos de peróxido de hidrógeno debe ser descompuesto para producir 5,5 litros de oxígeno gaseoso medidos en condiciones estándar? 2H 2 O 2 (l) H 2 O (l) + O 2 (g) Descomposición Problema tipo MASA-VOL(STP). M= 16.7 g de H 2 O 2 h) El zinc reacciona con ácido clorhídrico para formar cloruro de zinc acuoso e hidrogeno en estado gaseoso. Si hay 15,3 gramos de HCl disponibles para reaccionar en condiciones estándar, cuántos litros de gas hidrógeno se producirían a partir de esta reacción? Zn (s) + 2 HCl (aq) ZnCl 2 (aq) + H 2 (g) Desplazamiento simple Problema tipo MASA-VOL(STP) V = 4,7 l de H 2 CÁLCULOS MOL-MOL 1) Dada la ecuación ajustada 2KClO 3 (s) 2KCl (s) + 3O 2 (g), cuántos moles de O 2 se producen a partir de doce moles de KClO 3? 2) Usando la ecuación del problema 1, cuántos moles de O 2 se habrían producido si se hubieran formado 14 moles de KCl?

3 CÁLCULOS MASA-MOL O MOL-MASA A) Calcular el número de gramos de NO 2 que se producen a partir de 4 moles de NO dada la ecuación NO(g) + O 2 (g) NO 2 (g) Ecuación ajustada: 2NO(g) + O 2 (g) 2NO 2 (g) CÁLCULOS MASA-MASA a) Calcular la masa de O 2 producida a partir de la descomposición de 75,0 g de KClO 3 dada la ecuación KClO 3 (s) KCl(s) + O 2 (g). Ecuación ajustada: 2KClO 3 (s) 2KCl(s) + 3O 2 (g). b) Calcular la masa de Ag necesaria para reaccionar con Cl 2 y producir 84 g de cloruro de plata. La ecuación para esta reacción es Ag + Cl 2 AgCl Ecuación ajustada: 2 Ag + Cl 2 2 AgCl c) Si quemaras un diamante de 18,0 g, Cuánta masa de CO 2 se produciría? Reacción: C (s) + O 2 (g) CO 2 (g) d) La descomposición electrolítica de 25,8 g de cloruro de hidrógeno, Cuántos gramos de cloro gaseoso producen? Reacción: 2 HCl H 2 + Cl 2

4 e) Un método para recuperar plata metálica a partir del cloruro de plata es el siguiente: 2AgCl(s) 2Ag(s) + Cl 2 (g). Calcular la masa de plata que se puede producir en esta reacción a partir de 100,0 g de AgCl. - La reacción está ajustada. f) Cuál es la cantidad de MgO producida cuando un exceso de CO 2 reacciona con 42,8 g de Mg (s)? Reacción: Mg(s) + CO 2 (g) MgO(s) + C(s) Ecuación ajustada: 2Mg(s) + CO 2 (g) 2MgO(s) + C(s) CÁLCULOS MASA-NÚMERO DE MOLÉCULAS a) Cuántas moléculas de agua se producen si 2.0 g de sulfato de sodio según la reacción H2SO4 + NaOH H2O + Na2SO4? Ecuación ajustada: H2SO4 + 2NaOH 2H2O + Na2SO4 CÁLCULOS NÚMERO DE MOLÉCULAS- NÚMERO DE MOLÉCULAS A) Dada la ecuación 2H 2 + O 2 2H 2 O, cuántas moléculas de agua se producen A partir de 2,0 x moléculas de oxígeno? O, también: CÁLCULOS VOLUMEN de un GAS en condiciones estándar-masa O VICEVERSA a) Cuántos litros de monóxido de carbono en condiciones estándar se necesitan para reaccionar con 4,80 g de O 2 y producir CO 2? La ecuación para esta reacción es 2CO(g) + O 2 (g) 2CO 2 (g)

5 b) Se produjo un volumen de 7,5 l de gas hidrógeno en STP a partir de la reacción de zinc con ácido nítrico. De cuánta masa de Zn se partió? Reacción: Zn + 2HNO 3 Zn(NO 3 ) 2 + H 2 VOLUMEN DE GAS EN CONDICIONES NO ESTÁNDAR DE PRESIÓN Y TEMPERATURA MASA a) Cuando el sulfuro de arsénico (III) se tuesta al aire, reacciona con el oxígeno para producir óxido de arsénico (III) y dióxido de azufre según la siguiente ecuación: 2As2S3(s) + 9O2(g) 2As2O3(s) 6SO2(g) Cuando 89,5 g de As2S3 se tuesta con exceso de oxígeno, qué volumen de SO 2 se produce? El producto gaseoso se mide a 20 C y 98,0 kpa. - Calculemos los moles de SO 2 que se producen y después calcularemos el volumen que ocupan Moles de SO 2 producidos: - Ahora hallemos el volumen que ocupan esos moles a 20 ºC y 98,0 kpa de presión:t 1 (K) = T (ºC) = 20 C = 293 K La presión del gas está en kpa. Como sabemos de memoria el valor de R en atm.l / (K.mol), vamos a calcular el valor de R con la presión en kpa. Recuerda que 1atm = Pa A partir de la ecuación general de los gases ideales, y despejando el volumen:

6 CÁLCULOS MASA -VOLUMEN DE DISOLUCIÓN a) Cuántos gramos de cromato de plata precipitarán cuando se añadan 150. ml de nitrato de plata M a cromato de potasio en exceso? 2 AgNO 3(aq) + K 2 CrO 4(aq) Ag 2 CrO 4(s) + 2 KNO 3(aq) b) Se añaden 25,0 ml de NaOH 0,350 M a otra disolución de sulfato de cobre (II). Cuántos gramos de hidróxido de cobre (II) precipitarán? 2 NaOH (aq) + CuSO 4(aq) Cu(OH) 2(s) + Na 2 SO 4(aq) CÁLCULOS VOLUMEN DE DISOLUCIOÓN -VOLUMEN DE DISOLUCIOÓN a) Cuántos ml de nitrato de bario 0,280 M se requieren para que reaccione el sulfato de 25,0 ml de sulfato de aluminio 0,350 M? 3 Ba(NO 3 ) 2(aq) + Al 2 (SO 4 ) 3(aq) 3 BaSO 4(s) + 2 Al(NO 3 ) 3(aq) PROBLEMAS MEZCLADOS a) Qué volumen de NH 3 en STP se produce si se hacen reaccionar 25,0 gramos de N 2 con un exceso de H 2? N 2 + 3H 2 2NH 3 Tipo MASA - VOL(STP)

7 b) Si se descomponen 5.0g de KClO 3, qué volumen de O 2 se produce en condiciones estándar de presión y temperatura? 2KClO3 2KCl + 3O2 Tipo MASA - VOL(STP) c) Cuántos gramos de KCl se producen en el problema anterior? 2KClO3 2KCl + 3O2 Tipo MASA MASA d) Qué volumen de hidrógeno en STP se produce cuando 2,5 g de zinc reaccionan con un exceso de ácido clorhídrico? Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 Tipo MASA VOL(STP) e) Si se descomponen 10,0 g de cloruro de aluminio, cuántas moléculas de Cl 2 se producen? 2AlCl3 2Al + 3Cl2 Tipo MASA NÚMERO DE MOLÉCULAS f) Qué volumen de nitrato de plata 0,415 M se requerirá para precipitar como bromuro de plata todo el bromuro que hay en 35,0 ml de bromuro de calcio 0,128 M? 2 AgNO 3(aq) + CaBr 2(aq) Ca(NO 3 ) 2(aq) + 2 AgBr (s) Tipo VOL DISOL VOL DISOL g) Cuántos gramos de hidróxido de magnesio precipitarán si una cantidad suficiente de nitrato de magnesio se combina con 30,0 ml de hidróxido de potasio 0,260 M, según la reacción Mg(NO 3 ) 2(aq) + KOH KNO 3(aq) + Mg(OH) 2(s)?

8 Ajuste de la reacción: Mg(NO 3 ) 2(aq) + 2 KOH 2 KNO 3(aq) + Mg(OH) 2(s) Tipo VOL DISOL MASA h) Se combinan 60,0 ml de yoduro de potasio 0,322 M con nitrato de plomo (II) Cuántos gramos de yoduro de plomo (II) precipitarán? 2 KI (aq) + Pb(NO 3 ) 2(aq) 2 KNO 3(aq) + PbI 2(s) i) Completa la siguiente tabla usando la reacción de obtención de cloruro de aluminio a partir de cloro gaseoso y aluminio, Cuando se indica NA se informa de que no es necesario tener esa sustancia en cuenta. 2Al(s) + 3Cl2(g) 2AlCl3(s)