• Escribimos la reacción y ajustamos

2FeS + 5/2O₂ → Fe₂O₃ + 2SO

• Pasamos a moles, teniendo en cuenta la riqueza

en 10kg de pirita habrá un 64% de sulfuro ferroso, es decir m(SFe)=10.0,64=6,4kg=6400g
Calculamos el PM(FeS)=88g/mol
n=m/PM=6400/88=72,73moles

• Utilizamos la estequiometría de la reacción

Si 2 moles de FeS producen 1mol de Fe₂O₃
72,73 moles producirán x=36,36 moles

• Tenemos en cuenta el rendimiento:

R=nreales/nteóricos.100 → 80=nreales/36,36.100 →nreales=29,09moles

• Escribimos la reacción química

CaCO₃ + HCl → CO₂ + H₂O + CaCl₂

• Ajustamos la reacción

CaCO₃ + 2HCl → CO₂ + H₂O + CaCl₂

• Pasamos a moles

1,2m³ = 1200dm³=1200L
Como se trata de un gas en condiciones normales verifica la ecuación de los gases ideales con P=1atm y T=273K
pV=nRT → n=pV/RT=1.1200/0,082.273=53,60 moles

• Utilizamos la estequiometría de la reacción

Si se produce 1 mol de CO₂ por cada mol de CaCO₃ que reacciona
cuando se producen 53,60 moles, será porque han reaccionado 53,60moles de CaCO₃
Para pasar de moles a gramos, utilizamos el PM(CaCO₃)=100,1g/mol
m=n.PM=53,60.100,1=5365,36g

b) Utilizando la estequiometría de la reacción
Si 1 mol de CaCO₃ reacciona con 2 moles de HCl
53,60 moles reaccionarán con x=107,2 moles de HCl
Como se trata de una disolución 3M y M=n/V → V=107,2/3=35,73L

• H₂ + Cl₂ –> 2HCl

Es una reacción de formación y además es una reacción REDOX, puesto que
H pasa de nº de oxidación 0 a +1, luego se oxida, así es que es el reductor
Cl pasa de nº de oxidación 0 a -1, luego se reduce, es el oxidante

• HNO₃ + KOH –> KNO₃ + H₂O

Es una reacción ÁCIDO-BASE o de neutralización
HNO₃ es el ácido y KOH es la base.

• 2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ –> Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O

Es una reacción ÁCIDO-BASE o de neutralización
H₃PO₄ es el ácido y Ca(OH)₂ la base

• 2NH₃ + 3/2O₂ –> N₂ + 3H₂O

Se trata de una reacción REDOX puesto que
N pasa de nº de oxidación -3 a 0, se oxida, luego es el reductor
O pasa de nº de oxidación 0 a -2, se reduce, luego es el oxidante

• 3AgCl + H₃PO₄ –> Ag₃PO₄ + 3HCl

Se trata de una reacción de sustitución doble

• Escribimos la reacción. Se trata de una doble sustitución

AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

• La reacción está ya ajustada
• Pasamos a moles, teniendo en cuenta la riqueza del primer reactivo. Para ello necesitamos calcular los pesos moleculares:

PM(AgNO₃)=170g/mol
PM(NaCl)=58,5g/mol
n=m/PM
Como la riqueza del nitrato de plata es del 75% y tenemos 20g, la masa real de nitrato de plata será: m=20.0,75=15g
n(AgNO₃)=15/170=8,8.10^-2moles
n(NaCl)=20/58,5=0,34 moles

• Vemos cuál es el reactivo limitante y el reactivo en exceso utilizando la estequiometría de la reacción

Si 1mol de nitrato de plata reacciona con 1mol de cloruro de sodio
8,8.10^-2 reaccionarán con x=8,8.10^-2moles
El reactivo limitante será el nitrato de plata y sobrará cloruro de sodio que es el reactivo en exceso.
Si 1mol de nitrato de plata produce 1mol de cloruro de plata
8,8.10^-2 producirán x=8,8.10^-2moles

Como me pide masa, utilizo el PM(AgCl)=143,5g/mol → m=n.PM=8,8.10^-2.143,5=12,63g

b) Para que sea una reacción REDOX debe cambiar el número de oxidación de dos elementos de la reacción
AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃
En los reactivos:
O=-2
Ag=+1
N=+5
Na=+1
Cl=-1
En los productos:
Ag=+1
Cl=-1
Na=+1
N=14
O=-2
Puesto que no cambia ninguno NO es una reacción REDOX

a) La reacción que nos piden es la siguiente: N₂ + H₂ → NH₃

• Ajustamos

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

• Pasamos a moles:

Tenemos 10L de hidrógeno en condiciones normales, es decir T=273K y P=1atm. Como es un gas, utilizamos la ecuación de los gases ideales para pasar a moles: pV=nRT; n=pV/RT=1.10/0,082.273=0,45moles de H₂

• Utilizamos la estequiometría de la reacción para calcular los moles de amoniaco que se producirán teóricamente:

Si 3 moles de hidrógeno producen 2moles de amoniaco
0,45 moles producirán x=0,45.2/3=0,30 moles

• Puesto que el rendimiento de la reacción es R=nreales/nteóricas . 100

70=nreales/0,30 . 100 → nreales=0,21 moles
Pasamos a gramos multiplicando por el PM
PM(NH₃)=17g/mol
m=0,21.17=3,57g

b) La reacción que nos piden es la siguiente: N₂ + H₂ → NH₃

• Ajustamos

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

• Pasamos a moles:

Tenemos 10L de aire y sólo el 12% es de hidrógeno, que es lo que a mi me interesa, luego el volumen de hidrógeno que tengo será de 10.12/100=1,2L
Los pasos a seguir son los mismos que en el apartado anterior, pero con un volumen de 1,2L de hidrógeno y no 10L
n=PV/RT=1.1,2/0,082.273=0,05 moles
Si 3 moles de hidrógeno producen 2moles de amoniaco
0,05 producirán x=0,05.2/3=0,03 moles teóricas de amoniaco

70=nrales/0,03 . 100 → nreales=0,02 → m=n.PM=0,02.17=0,34g

El Ca(OH)₂ es una base y por lo tanto, en disolución acuosa estará disociado según la reacción:
Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2(OH)^-

• Calculamos los moles de Ca(OH)₂ que habrá en la disolución utilizando el peso molecular:

PM=40,1+1.2+16.2=74,1g
n=m/PM=15/74,1=0,20 moles

• Utilizando la estequiometría de la reacción

Si 1mol de Ca(OH)₂ produce 2moles de (OH)^-
0,20 moles producirán x=0,20.2=0,40 moles

• pOH=-log[OH]

[OH]=n/V=0,40moles/2L=0,20M
pOH=-log0,20=0,70

• En cualquier disolución acuosa se verifica que: pH+pOH=14 → pH=14-pOH=14-0,70=13,30

• Escribimos la reacción: una reacción de combustión es reacción con oxígeno. Si además es de un compuesto orgánico, se obtendrá siempre, al menos, dióxido de carbono y agua

C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + H₂O

• Ajustamos la reacción

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4CO₂ + 5H₂O
El calor de reacción Q=2876,8kJ. Es por tanto una reacción exotérmica y entonces ΔH_R = -Q = -2876,8kJ
Para cualquier reacción:
ΔH_R = Σ ΔHf_productos – ΔHf_reactivos = 4.ΔHf(CO₂) + 5.ΔHf(H₂O) – (ΔHf(butano) + 13/2.ΔHf(oxígeno))
-2876,8=4.(-393,4) + 5.(-285,6) – (ΔHf(butano) + 13/2.0) → -2876,8 = -3001,6 -ΔHf(butano) → ΔHf(butano)=-3001,6+2876,8=-124,8kJ/mol

pH=-log[H+]

• Escribimos la reacción ácido base

Ácido + Base → Sal + Agua
H₂SO₄ → 2H⁺ + (SO₄)^-2
NaOH → Na⁺ + (OH)^-
H₂SO₄ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

• Ajustamos la reacción

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• Pasamos a moles

n(H₂SO₄)=M.V=0,25.0,3=0,075moles
n(NaOH)=M.V=0,15.0,25=0,0375moles

• Vemos cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo en exceso utilizando la estequiometría de la reacción

Si 1 mol de ácido sulfúrico reacciona con 2 moles de hidróxido de sodio
0,075 moles reaccionarán con x=0,075.2=0,15 moles de NaOH
Puesto que no tengo 0,15moles de NaOH, este será el reactivo limitante y deberé plantear la regla de tres en el sentido contrario:
Si 2 moles de hidróxido de sodio reaccionan con 1 mol de ácido sulfúrico
0,0375 reaccionarán con x=0,0375/2=0,0188 moles

Me va a sobrar ácido sulfúrico: n=0,075-0,0188=0,038 moles
Este ácido sulfúrico estará en un V=Vácido + Vbase=0,25+0,3=0,55L

El ácido súlfurico estará disociado según:
H₂SO₄ → 2H⁺ + (SO₄)^-2
Si por cada mol de ácido sulfúrico obtengo 2 moles de H⁺
con 0,038 moles obtendré x=0,076 moles
[H+]=n/V=0,076/0,55=0,138M

pH=-log[H+]=-log(0,138)=0,86

Neutralizar significa obtener un pH=7, es decir, que todo el acído reaccione con toda la base, que no sobre ácido ni base. Para ello necesitamos cantidades estequiométricas.

• Escribimos la reacción

Ácido + Base → Sal + Agua
La sal se forma con la parte negativa del ácido y la parte positiva de la base.
HCl → H⁺ + Cl^-
Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2(OH)^-
HCl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + H₂O

• Ajustamos la reacción

2HCl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + 2H₂O

• Pasamos a moles

V=10mL=0,01L ; M=0,2M → M=n/V → n=M.V=0,2.0,01=0,002moles

• Calculamos el Ba(OH)₂ necesario para que reaccionen los 0,002moles de HCl utilizando la estequiometría de la reacción.

Si 2 moles de HCl reaccionan con 1mol de Ba(OH)₂
x moles reaccionarán con 0,002 moles de Ba(OH)₂

x=0,004moles

Como el ácido clorhídrico es una disolución 0,1M=N/V → V=n/M=0,004/0,1=0,040L=40mL de disolución

• Escribimos la reacción

HNO₃ + Cu → CuNO₃ + NO₂ + H₂O

• Ajustamos la reacción

2HNO₃ + Cu → CuNO₃ + NO₂ + H₂O

• Pasamos a moles la información que nos dan

PA(Cu)=63,5g/mol → n=m/PM=5/63,5=0,08 moles

• Utilizamos la estequiometría de la reacción:

Si 1mol de Cu reacciona con 2moles de HNO₃
0,08moles de Cu reaciconarán con x=0,16 moles de HNO₃

Como me piden masa, utilizo el PM(HNO₃)=63g/mol → m=n.PM=0,16.63=10,08g