PROBLEMAS DE QUÍMICA RESUELTOS


PROBLEMAS DE QUÍMICA RESUELTOS

1. Se quieren obtener 15 litros de dióxido de carbono (CNPT) según la reacción:

Na2CO3 + 2.HCl → CO2 + H2O + 2.NaCl
Calcular:
a) Volumen de solución de HCl 38 % p/p (δ = 1,19 g/cm³) necesario.
b) Masa de Na2CO3 necesaria.
c) Masa de NaCl que se forma.
Desarrollo
La ecuación estequeométrica es la siguiente:
Na2CO3
+
2.HCl
→
CO2
+
H2O
+
2.NaCl
2.23 g + 12 g + 3.16g
106 g
+
+
2.(1 g + 35,5 g)
73 g
=
=
12 g + 2.16 g
44 g
+
+
2.1 g + 16 g
18 g
+
+
2.(23 g + 35,5 g)
117 g
a) Para calcular el ácido clorhídrico:
22,4 litros de CO2
→
73 g de HCl
15 litros de CO2
→
m HCl = (15 litros de CO2).(73 g de HCl):(22,4 litros de CO2)
m HCl = 48,88 g de HCl puro.
 Para calcular el volumen de solución de HCl 38 % p/p:
38 %
→
48,88 g
100 %
→
m solución = (100 %).(48,88g):(38 %)
m solución = 128,63 g
 Si δ = m/V ⇒ V = m/ δ
V = (128,63 g)/(1,19 g/cm³)
V = 108,1 cm³
 b) Para calcular la masa de Na2CO3:
22,4 litros de CO2
→
106 g de Na2CO3
15 litros de CO2
→
m carbonato de sodio = (15 litros de CO2).(106 g de Na2CO3):(22,4 litros de CO2)
m carbonato de sodio = 71 g de Na2CO3
 c) Para calcular la masa de NaCl:
22,4 litros de CO2
→
117 g de NaCl
15 litros de CO2
→
mcloruro de sodio = (15 litros de CO2).(117 g de NaCl):(22,4 litros de CO2)
m cloruro de sodio = 78,35 g de NaCl

2. El cobre reacciona con el ácido sulfúrico según la ecuación:
2.H2SO4 + Cu → SO2 + CuSO4 + 2.H2O
Si se tienen 30 g de cobre y 200 g de H2SO4, calcular:
a) ¿Qué reactivo está en exceso y en qué cantidad?.
b) Número de moles de SO2 que se desprenden.
c) Masa de CuSO4 que se forma.Desarrollo
La ecuación estequeométrica es la siguiente:
2.H2SO4
+
Cu
→
SO2
+
CuSO4
+
2.H2O
2.(2.1 g + 32 g + 4.16 g)
196 g
+
+
63,5 g
63,5 g
=
=
32 g + 2.16 g
64 g
+
+
63,5 g + 32 + g 4.16 g
159,5 g
+
+
2.(2.1 g + 16 g)
36 g
 a) Para calcular el reactivo que está en exceso comenzamos por cualquiera de los involucrados:
63,5 g de Cu
→
196 g de H2SO4
30 g de Cu
→
m ácido sulfúrico = (30 g de Cu).(196 g deH2SO4):(63,5 g de Cu)
m ácido sulfúrico = 92,6 g de H2SO4
 El ácido sulfúrico está en exceso y en la cantidad de:
200 g de H2SO4 - 92,6 g de H2SO4 = 107,4 g de H2SO4
A partir de acá tomamos como dato los 30 g de Cu.
 b) El número de moles de SO2 que se desprenden será:
63,5 g de Cu
→
1 mol de SO2
30 g de Cu
→
m dióxido de azufre = (30 g de Cu).(1 mol de SO2):(63,5 g de Cu)
m dióxido de azufre = 0,47mol de SO2
 c) la masa de CuSO4 será:
63,5 g de Cu
→
159,5 g de CuSO4
30 g de Cu
→
m sulfato cúprico = (30 g de Cu).(159,5 g de CuSO4):(63,5 g de Cu)
m sulfato cúprico = 75,35 g de CuSO4
3. El ácido bromhídrico y el ácido sulfúrico reaccionan según la ecuación:
H2SO4 + 2.HBr → SO2 + Br2 + 2.H2O
Si reaccionan 3 moles de H2SO4, calcular:
a) Masa de HBr necesaria.
b) Número de moles de Br2formados, sabiendo que la reacción tiene un rendimiento del 90 %.
c) Volumen de SO2 que se desprende simultáneamente (medidos en CNPT).
Desarrollo

4. La ecuación estequeométrica es la siguiente:
H2SO4
+
2.HBr
→
SO2
+
Br2
+
2.H2O
2.1 g + 32 g + 4.16 g
98 g
+
+
2.(1 g + 80 g)
162 g
=
=
32 g + 2.16 g
64 g
+
+
2.80 g
160 g
+
+
2.(2.1 g + 16 g)
36 g
 a) la masa de HBr será:
1 mol de H2SO4
→
162 g de HBr
3 molde H2SO4
→
m ácido bromhídrico = (3 mol de H2SO4).(162 g de HBr):(1 mol de H2SO4)
m ácido bromhídrico = 486 g de HBr
 
b) El número de moles de Br2 formados al 100 %:
1 mol de H2SO4
→
1 mol de Br2
3 mol de H2SO4
→
mol bromo = (3 mol de H2SO4).(1 mol de Br2):(1 mol de H2SO4)
mol bromo = 3 mol de Br2 al 100 % de rendimiento.
 mol bromo 90 % = mol bromo .0,90 = 0,9.3 mol de Br2 = 2,7 mol de Br2
 c)El volumen de dióxido de azufre es:
1 mol de H2SO4
→
64 g de SO2 = 22,4 litros de SO2
3 mol de H2SO4
→
V dióxido de azufre = (3 mol de H2SO4).(22,4 litros de SO2):(1 mol de H2SO4)
V dióxido de azufre = 67,2 litros de SO2

5. Cuando se trata el cobre con ácido nítrico se produce una reacción según la ecuación:
8.HNO3 + 3.Cu → 3.Cu(NO3)2 + 2.NO + 4.H2O
Calcular:
a) ¿Cuántos gramos de ácido nítrico...