Posts Tagged ‘Disoluciones’

Estequiometría de la reacción

Thursday, February 18th, 2010

Hacemos reaccionar carbonato de calcio con ácido clorhídrico 3M. En el proceso se obtiene dióxido de carbono, agua y cloruro de calcio. Si se obtienen 1,2 m3 de dióxido de carbono medidos en condiciones normales, calcula:
a) Gramos de carbonato de calcio que han reaccionado.
b) Volumen de disolución 2 M de ácido clorhídrico que ha reaccionado.
Dato: R=0,082atm.L/K.mol, Ca=40,1, C=12, O=16

Solución

  • 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

Solución: m=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

Solución: V=35,73L

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Reacción entre disoluciones

Thursday, February 18th, 2010

Se mezclan dos disoluciones, una de nitrato de plata y otra de cloruro de sodio, cada una de las cuales contiene 20g de sustancia. Si en la primera muestra la riqueza es del 75% ¿qué masa de cloruro de plata se obtendrá? ( se trata de una reacción de sustitución doble ) ¿Es una reacción REDOX?
Datos: N=14, O=16, Cl=35,5, Ag=108, Na=23

Solución

  • 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

Solución: m=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

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pH de una disolución

Thursday, February 18th, 2010

Calcula el pH de una disolución formada por 15g de hidróxido de calcio en 2000cm3 de disolución.
Datos: H=1; O=16; Ca=40,1

Solución

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
Solución: pH=13,30

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Reacción ácido-base. Neutralización

Thursday, February 18th, 2010

¿Qué volumen de disolución de ácido clorhídrico 0,1M se necesita para neutralizar 10mL de disolución 0,2M de hidróxido de bario?

Solución

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=0,1M → M=n/V → n=M.V=0,1.0,01=0,001moles

  • Calculamos el Ba(OH)2 necesario para que reaccionen los 0,001moles de HCl utilizando la estequiometría de la reacción.

Si 2 moles de HCl reaccionan con 1mol de Ba(OH)2
0,001moles reaccionarán con x=0,001/2=0,0005 moles de Ba(OH)2

Como el hidróxido de bario es una disolución 0,2M=N/V → V=n/M=0,0005/0,2=0,0025L=2,5mL de disolución

Solución: V(hidróxido de bario)=2,5mL

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