Karelis Solano- 1104 Quimica

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COLEGIO PABLO NERUDA GUIA QUIMICA 11-04 ESTEQUIOMETRIA PARTE 1

17 de febrero de 2021

Karelis Julieth Solano Cordoba

Grado: 1104

ACTIVIDADES 1. Balancear las siguientes ecuaciones y dar el nombre a cada uno de los reactantes y productos A. S8 + O2 S8 + 8O2

---------------------------------------------

SO2 8SO2

*REACTANTES: S8 = Azufre O2= DioxÍgeno *PRODUCTOS: SO2= Dióxido de azufre

B. PCl3 + H2O

---------------------

H3PO3 + HCl

PCl3 +

---------------------

H3PO3

3H2O

*REACTANTES: PCL3= Tricloruro de fosforo H2O= Agua *PRODUCTOS: H3PO3= Acido fosforoso HCL= Cloruro de hidrogeno

+

3HCl

C. BaCl2 BaCl2

+

+

AgNO3

2AgNO3

---------------------------------------------------------------

Ba(NO3)2 Ba(NO3)2

+ +

Ag Cl 2Ag Cl

*REACTANTES: BaCL2= Cloruro de bario AgNO3= Nitrato de plata *PRODUCTOS: Ba(NO3)2= Dinitrato de bario AgCL= Cloruro de plata

D. C3H8 C3H8

+

+

O2

5O2

-----------------------------------------------------

CO2

+

H2O

3CO2

+

4H2O

*REACTANTES: C3H8= Gas propano O2= Dioxigeno *PRODUCTOS: CO2= Dióxido de carbono H20= Agua

2. De las ecuaciones anteriores demuestre con sus masas atómicas que se cumple la Ley de conservación de la materia (escriba los cálculos realizados).

a. S8 + 8O2

-----------------------

8SO2

8 x 32 = 256----------------------- 8 X 32 = 256 16 x 16 = 256---------------------16 x 16 = 256 512g/mol

512g/mol

b. PCl3

+

3H2O

---------------------

H3PO3

+

3HCl

P= 1 x 31 = 31

H= 1 x 3 = 3

CL= 3 x 35.5 =107

P= 1 x 31 = 31

H= 6 x 1 = 6

O= 3 x 16 = 48

O= 3 x 16 = 48

H= 3 X 1 = 3

191.5g/mol

CL= 3 x 35.5 = 107 91.5g/mol

c. BaCl2

+

2AgNO3

--------------------------------

Ba(NO3)2

Ba= 1 x 137.3 = 137.3

+

2Ag Cl

Ba= 1 x 137.3= 137.3

CL= 2 x 35.5 = 71

N= 2 x 14 = 28

Ag= 2 x 107.8= 215.6

O= 6 x 16 = 96

N= 2 x 14 = 28

Ag= 2 x 107.8 = 215.6

O= 6 x 16 = 96

CL= 2 x 35.5 = 71

547.9g/mol

547.9g/mol

d. C3H8

+

5O2

---------------------------

3CO2

+

C= 3 x 12 = 36

C= 3 x 12 = 36

H= 8 x 1 = 8

O= 6 x 16 = 96

O= 10 x 16 = 160

H= 8 x 1 = 8

204g/mol

O= 4 x 16 = 64 204g/mol

4H2O

3. Realizar los siguientes cálculos estequiométricos relacionando masa- masa, mol. mol. masa-mol, mol-masa. Se anexa ejercicio desarrollado en clase. a) Cuantos gramos de Ba(NO3)2 se obtuvieron cuando reaccionan 105 gramos de BaCl2 BaCl2 + 2AgNO3

Ba(NO3)2 + 2Ag Cl

208.3gr

261.3gr

105

X

X=

105gr . 261.3gr = 131.71gr 208.3gr

b) Cuantos gramos de H2 se necesitaron para producir 163 gr de H2O H2 + O2

H2O

4gr

36gr

X

163

X=

4gr .

163gr = 18.11gr

36gr

c) Cuantos gramos de AgNO 3 se utilizaron para producir 287,5 gr Ba(NO 3 ) 2 BaCl 2 + 2AgNO 3 399.6 X

X=

339.6 . 287.5 = 373.36gr 261.5gr

Ba(NO3 ) 2 + 2Ag Cl 261.3 287.5

d) Cuantas moles de S 8 se necesitaron para producir 5 moles de SO 2 S8 + 8O2

SO2

1mol de O2 -------------------- 8 moles de SO2 X

5 moles

X= 5/8 X= o.625 moles de S8

e) Cuantas moles de PCl 3 se utilizaron para formar 4,5 molesde H 3 PO 4 PCl3 + H2O 1mol de PCL3 X

X=

H3PO4 + HCl ---------------- 1mol

de H3PO4

4,5 moles H3PO4

1mol de PCL3 . 4,5 moles 1mol de H3PO4

X= 4,5/1 X= 4,5

f) f. Cuantos gramos de CO 2 se producen cuando reaccionan 5 moles de C3H8

g) Cuantas moles se obtienen de CO 2 cuando reaccionan 300 gramos de CaCO 3 CaCO 3

CaO + CO 2

4. Consultar que es un reactivo límite de ejemplos de el. RTA= El reactivo que se consume en primer lugar es llamado reactivo limitante, ya que la cantidad de este determina la cantidad total del producto formado. Cuando este reactivo se consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que se consumen parcialmente son los reactivos en exceso. Ejemplos= * Sea la siguiente reacción: 2 Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2 Fe Si están presentes 100 gramos de cada uno de los reactivos, calcular cuál es el limitante, la cantidad sobrante del resto de reactivos y la cantidad de Al2O3 generada. Los pesos moleculares del Al, Fe2O3 y Al2O3 son 26,98, 159,69 y 101,96 gramos/mol respectivamente.

* Sea la siguiente reacción: CH3OH + CH3Br + LiC4H9 → CH3OCH3 + LiBr + C4H10 Si están presentes 100 gramos de cada uno de los reactivos, calcular cuál es el limitante y la cantidad sobrante del resto. Los pesos moleculares del CH3OH, CH3Br y LiC4H9 son 32,04, 94,94 y 64,06 gramos/mol.

De acuerdo con la consulta de reactivo limite realice el siguiente ejercicio Se hace reaccionar 15 gr de NaOH con 17 gr de HCl para producir agua y cloruro de sodio ¿Cuántos gramos de NaCl se Obtienen? ¿Cuál fue el reactivo limite? RTA=

6. Consulte como se calcula el porcentaje de rendimiento y de pureza explique un ejercicio RTA= Pureza: hablar de la pureza de un elemento es hacer un ejercicio de estequiometría un poco más realista, puesto que en la naturaleza o en el laboratorio es muy difícil conseguir trabajar con un compuesto 100% puro. Lo normal es que el ácido clorhídrico que estés usando no sea todo ácido clorhídrico (por ejemplo, porque el agua en donde esté diluido tenga otras cosas) o que el azufre que reacciona tenga impurezas. Así pues, cuando tengamos un compuesto “defectuoso”, éste va a contar a la hora de hacer los cálculos como si estuviera en menor cantidad.

Rendimiento: Del mismo modo, indicar que nuestra reacción tiene un rendimiento del x % es acercar las cosas a como ocurren en la realidad. Los cálculos estequiométricos básicos de cualquier problema son puramente matemáticos, pero en el laboratorio pueden darse fluctuaciones de temperatura, pérdidas por evaporación, irregularidades imperceptibles y mil cosas1 más que hacen que no se obtengan las cifras que tan limpiamente hemos obtenido mediante ecuaciones (de hecho, siempre se obtiene menos, porque todos los rendimientos reales son inferiores al 100%).

Aclarado esto, vamos con un par de problemas de ejemplo. 1) En la reacción de neutralización del ácido clorhídrico con hidróxido de calcio: HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O se utilizan 100 gramos de clorhídrico 60% puro. Calcular a) la cantidad de cloruro de calcio obtenida. b) Conociendo la pureza del HCl, ¿cuántos gramos de éste habría que usar para obtener 50g de H2O? Si te has lanzado a hacer cálculos estequiométricos después de leer el enunciado, MAL. Escribie cien veces: “Debo ajustar primero las reacciones”. Cuando lo hayas hecho, y hayas ajustado las reacción hasta tener esto: 2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O Entonces sí podemos empezar a trabajar. La primera parte es un problema de estequiometría básico. Comienza calculando los moles de clorhídrico a partir de los gramos que nos dan:

1) Paso de gramos de HCl a moles de HCl: n = 100/36,5 = 2,74 moles de HCl. Ahora, antes de seguir como un problema típico, vamos a utilizar el dato del rendimiento. Que el HCl sea un 60% puro significa que no tenemos 2,74 moles reales de HCl. Parte de ellos (concretamente un 40%) no nos sirven, no intervienen en la reacción, por tener impurezas o cualquier otro motivo. No trabajaremos con 2,74 moles de HCl, sino con el 60% de esos 2,74moles: moles reales de HCl = 2,74·60/100 = 1,64 moles de HCl Ahora sí seguimos como siempre. - Paso de moles de HCl a moles de CaCl2 2 moles de HCl → 1 mol de CaCl2 1,64 → x x = 0,82 moles de CaCl2 - Paso de moles de CaCl2 a gramos de CaCl2: n = m/Pm 0,82 = m/111 m = 91,02 g de CaCl2 ¿Está claro? Lo único nuevo que añade la pureza es que hay que calcular un porcentaje a partir de los moles de nuestra sustancia inicial2 El resto es un problema de estequiometría típico. Bien, vamos con el apartado b)

b) Conociendo la pureza del HCl, ¿cuántos gramos de éste habría que usar para obtener 50g de H2O? Es como el anterior, pero trabajando hacia atrás. - Paso de gramos de agua a moles de agua: n = m/Pm = 50/18 = 2,78 moles de H2O - Paso de moles de agua a moles de HCl: 2 moles de HCl → 2 moles de H2O x moles

→

2,78

x = 2,78 moles de HCl - Paso de moles de HCl a gramos de HCl n = m/Pm 2,78 = m / 36,5 m = 101,39 g de HCl Y ahora es cuando utilizamos el dato del rendimiento. Razonemos un poco: si el reactivo fuese 100% puro, los 101,39 g de HCl nos darían exactamente los 50g de agua. Pero no es un HCl ideal, sino uno real, de laboratorio, con una pureza del 60%. Si echásemos 101,39g, sólo estarían reaccionando el 60% de ellos, y no llegaríamos a los 50g de agua que necesitamos. En estos casos,la regla de tres se plantea así: 101,39g → 60% X

→

100%

O lo que es lo mismo, los 101,39g sólo nos consiguen un 60% del producto; si queremos un 100%,tendremos que echar x. x = 101,39·100/60 = 168,98g

2) En la reacción química 4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O se desprenden 2,8L de NO2, en condiciones normales, cuando se hacen reaccionar 5g de cobre puro con la cantidad necesaria de HNO3. a) ¿Cuál es el rendimiento de la reacción? b) Conocido el rendimiento, calcula la masa de agua obtenida. En primer lugar, a riesgo de ser repetitivo, asegúrate de que la reacción esté bien ajustada. Siempre. Incluso si, como ahora, parece que ya te la dan ajustada, no te llevará más que unos segundos echar cuentas y comprobar que está bien. ¿Ya lo has hecho? Bien (y si no, ¿a qué esperas?). Bien, vamos con el primer apartado. Después de darnos una serie de datos, nos preguntan por el rendimiento. La fórmula del rendimiento, es: r = cantidad real obtenida/cantidad teórica · 100