quimica

BLOQUE A
PROBLEMA 2.- El carburo de silicio, SiC, o carborundo es un abrasivo de gran aplicación
industrial. Se obtiene a partir de SiO2 y carbono de acuerdo a la reacción: SiO2 (s) + 3 C (s) →
SiC (s) + 2 CO (g). Calcula:
a) La cantidad de SiC (en Tm) que se obtendrá a partir de una Tm de SiO2 de riqueza 93
%.
b) La cantidad de carbono (en kg) necesaria para que se complete la reacciónanterior.
c) El volumen de CO2 (en m3) medido a 20 ºC y 705 mm Hg producido en la reacción.
DATOS: Ar (Si) = 28 u; Ar (O) = 16 u; Ar (C) = 12 u; R = 0,082 atm · L · mol−1 · K−1;
Solución:
a) La tonelada métrica se pasa a gramos multiplicándola por los correspondientes factores de
conversión, por la riqueza del SiO2, por la relación molar moles SiC-moles SiO2, y por los factores de
conversión,para así determinar las toneladas métricas de SiC que se obtienen:
1000 kg SiO 2 1000 g SiO 2 1 mol SiO 2 93 g SiO 2 puro
1 mol SiC 40 g SiC
1 Tm SiO 2 ⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
1 Tm SiO 2
1 kg SiO 2
60 g SiO 2 100 g SiO 2 impuro 1 mol SiO 2 1 mol SiC

⋅

1 kg SiC
1 Tm SiC
⋅
= 0,62 Tm de SiC.
1000 g SiC 1000 kg SiC

b) Pasando la Tm a gramos multiplicándola por los correspondientesfactores de conversión, por
la riqueza del SiO2, por la relación molar moles C-moles SiO2, y por los factores de conversión necesarios
se obtienen los kg de C que se necesitan para que la reacción sea completa:
1000 kg SiO 2 1000 g SiO 2 1 mol SiO 2 93 g SiO 2 puro
3 moles C 12 g C
1 Tm SiO 2 ⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
1 Tm SiO 2
1 kg SiO 2
60 g SiO 2 100 g SiO 2 impuro 1 mol SiO 2 1 mol C

⋅

1 kgC
= 558 kg de C.
1000 g C

c) Operando como en los casos anteriores se obtienen los moles de CO2, que llevados a la
ecuación de estado de los gases ideales, despejando el volumen, sustituyendo las demás variables que se
conocen por sus valores y operando, se obtiene el valor:
1000 kg SiO 2 1000 g SiO 2 1 mol SiO 2 93 g SiO 2 puro 2 moles CO 2
1 Tm SiO 2 ⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
= 31.000
1 Tm SiO 21 kg SiO 2
60 g SiO 2 100 g SiO 2 impuro 1 mol SiO 2
moles CO2, a los que corresponde el volumen:
n ⋅ R ⋅ T 31.000 moles ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol −1 ⋅ K −1 ⋅ 293 K
=
= 802911,43 L, que
P ⋅V = n ⋅ R ⋅ T ⇒ V =
1 atm
P
705 mm Hg ⋅
760 mm Hg
equivalen a: 802.911,43 L ·

1 m3
= 802,91 m3 de CO2
1000 L
Resultado: a) 0,62 Tm SiC; b) 558 kg C; c) 802,91 m3 CO2.
BLOQUE A

PROBLEMA 4.- Uncompuesto orgánico presenta la siguiente composición centesimal: C = 58,5 %;
H = 4,1 %; N = 11,4 % y O = 26 %. De otra parte se sabe que 1,5 g del mismo en fase gaseosa a la
presión de 1 atm y temperatura de 500 K ocupan un volumen de 500 mL. Determina:
a) La fórmula empírica del compuesto.
b) Su fórmula molecular.
DATOS: Ar (H) = 1 u; Ar (O) = 16 u; Ar (C) = 12 u; Ar (N) = 14 u; R = 0,082atm · L · mol−1 · K−1.
Solución:

a) Considerando 100 g de compuesto, 58,5 g son de C, 4,1 g de H, 11,4 g de N y 26 g de O. Para
determinar los moles de C, H, N y O que hay en el compuesto (los subíndices), se dividen las respectivas
cantidades anteriores por las masas molares del C, H, N y O, resultando:
58,5 g C
gramos
Moles de C: n (C) =
=
= 4,875 moles;
M (C ) 12 g ⋅ mol −1
Moles deH: n (H) =

4,1 g H
gramos
=
= 4,1 moles;
M ( H ) 1 g ⋅ mol −1

Moles de N: n (N) =

11,4 g N
gramos
=
= 0,814 moles;
M ( N ) 14 g ⋅ mol −1

Moles de O: n (O) =

26 g C
gramos
=
= 1,625 moles.
M (O ) 16 g ⋅ mol −1

Como los subíndices de las fórmulas empírica y molecular no pueden ser números decimales, se
dividen los moles anteriores por el más pequeño, resultando:4,875
4,1
subíndice del C:
= 5,99 ≅ 6;
subíndice del H:
= 5,037 ≅ 5;
0,814
0,814
0,814
1,625
subíndice del N:
= 1;
subíndice del O:
= 1.99 ≅ 2.
0,814
0,814
Luego, la fórmula empírica del compuesto es: C6 H5NO2.
b) Para determinar la fórmula molecular se necesita conocer la masa molar del compuesto, para
lo cual, se despeja su masa molar de la ecuación de estado de los gases...