Estequiometría

Química P.A.U.

CÁLCULOS NUMÉRICOS ELEMENTALES EN QUÍMICA

CÁLCULOS NUMÉRICOS ELEMENTALES EN QUÍMICA
◊

PROBLEMAS

●

MOLES

1.

Un tubo de ensayo contiene 25 cm3 de agua. Calcule:
a) El número de moléculas de agua que hay en él.
b) El número total de átomos de hidrógeno que hay contenidos en esas moléculas de agua.
c) La masa, en gramos, de una molécula de agua.
Datos:Densidad del agua = 1 g/cm3; NA = 6,02×1023 moléculas / mol.
(P.A.U. Set. 02)

Rta.: a) N = 8,4×1023 moléculas H2O; b) NH = 1,7×1024 átomos H; c) m = 3,0×10-23 g
Datos

Cifras significativas: 2

Volumen de agua

V = 25 cm3 = 0,025 dm3

Densidad del agua

ρ = 1,0 g/cm3

Número de Avogadro

NA = 6,02×1023 moléculas/mol

Masa molar del agua

M (H2O) = 18 g/mol

Incógnitas
Moléculasde agua

N (H2O)

Átomos de hidrógeno

N (H)

Masa de una molécula agua

M (H2O)

Ecuaciones
Densidad

ρ=m/V

Cantidad (número de moles)

n=m/M

Número de moléculas

N = n · NA

Solución:
a) La masa de 25 cm3 de agua es:
m = V · ρ = 25 [cm3] · 1,0 [g / cm3] = 25 g agua
La cantidad de agua es:
n = 25 [g agua] / 18 [g agua / mol agua]= 1,4 mol agua
Moléculas,
N = 1,4mol agua · 6,02×1023 moléculas / mol = 8,4×1023 moléculas agua
b) Cada molécula de agua H2O contiene dos átomos de hidrógeno.
2 átomos H
23
24
N H=8,4×10 moléculas H 2 O
=1,7×10 átomos H
molécula H2 O
c) La masa de una molécula de agua:
18 g H2 O
1 mol H 2 O
−23
M H 2 O=
=3,0×10 g / molécula H 2 O
23
mol H 2 O 6,02×10 moléculas H2 O

Química P.A.U.

CÁLCULOS NUMÉRICOSELEMENTALES EN QUÍMICA

●

GASES

1.

En un matraz de 10 dm3 se introducen 2,0 g de hidrógeno; 8,4 g de nitrógeno y 4,8 g de metano;
a 25 0C. Calcule:
a) La fracción molar de cada gas.
b) La presión parcial de cada uno.
Dato: R = 0,082 atm·dm3/(mol·K)
(P.A.U. Jun. 06)

Rta.: a) x(H2) = 0,63; x(N2) =x(CH4) = 0,19; b) P(H2) = 2,4 atm; P(CH4) = P(N2) = 0,7 atm
Datos

Cifrassignificativas: 2

Volumen del matraz

V = 10 dm3 = 1,0×10-2 m3

Masa de hidrógeno

m(H2) = 2,0 g

Masa de nitrógeno

m(N2) = 8,4 g

Masa de metano

m(CH4) = 4,8 g

Temperatura

T = 25 0C = 298 K

Constante de los gases ideales

R = 0,082 atm·dm3/K·mol

Incógnitas
Fracción molar del cada gas

x(H2), x(N2), x(CH4)

Presión parcial de cada gas

P(H2), P(N2), P(CH4)

EcuacionesFracción molar de un componente «i» en una disolución

xi = ni / ∑ni

De los gases ideales

P·V=n·R·T

Ley de Dalton de las presiones parciales

PT = ∑Pi⇒ Pi = xi PT

Solución:
a) Las masas, masas molares (a partir de las masas atómicas de la tabla periódica), cantidades y fracciones
molares son
Masa (g)
M (g/mol)
Cantidad (mol)
Fracción molar
1 mol H 2
=1,0
2,0g H 2

1 molH 2
=0,63
1,6 mol total

1 mol N2
=0,30
28 g N2

0,30 mol N2
=0,19
1,6 mol total

1 mol CH 4
=0,30
16 g CH 4

0,30 mol CH4
=0,19
1,6 mol total

Hidrógeno

2,0

2,0

2,0 g H 2 ·

Nitrógeno

8,4

28

8,4g N2 ·

Metano

4,8

16

4,8 g CH4 ·

Total

1,6

b) La presión total de la mezcla se calcula suponiendo comportamiento ideal
P T=

nT · R· T 1,6mol total ·0,082 atm · dm3 · mol−1 · K −1 · 298K
=
=3,9 atm
3
V
10dm

Las presiones parciales de cada gas, a partir de la ley de Dalton:
P(H2) = x(H2) · PT = 0,63 · 3,9 atm = 2,4 atm
P(CH4) = P(N2) = x(N2) · PT = 0,19 · 3,9 atm = 0,7 atm

1,0

Química P.A.U.

CÁLCULOS NUMÉRICOS ELEMENTALES EN QUÍMICA

●

FÓRMULA

1.

Determina:
a) La fórmula empírica.
b) La fórmulamolecular de un compuesto orgánico que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno,
sabiendo que:
En estado de vapor 2 g de compuesto, recogidos sobre agua a 715 mm de Hg y 40 0C ocupan
un volumen de 800 cm3.
Al quemar completamente 5 g de compuesto se obtienen 11, 9 g de dióxido de carbono y
6,1 g de agua.
Presión de vapor de agua a 400 C = 55 mm de Hg
(P.A.U. Jun. 99)

Rta.: a) y b) C4H10O
Datos...