Mini control de estequiometría
- 1. PROBLEMA MINI-CONTROL DE ESTEQUIOMETRÍA Se hace reaccionar 10g de un mineral de zinc del 78% de pureza con 5mL de ácido nítrico 0.5M. Calcular el volumen de hidrógeno obtenido medido a 50ºC y 750mmHg. En un problema de estequiometría el primer paso y fundamental es escribir la reacción química ajustada. Zn + 2HNO3 →Zn(NO3)2 + H2 Como nos dan información sobre dos reactivos tenemos que determinar cuál de ellos se consume completamente, es decir, cuál es el reactivo limitante. Para ello calculamos con cada uno de ellos independientemente la cantidad de uno de los productos, en este caso, voy a hacerlo calculando la cantidad de hidrógeno que obtendría con cada uno. DETERMINACIÓN DEL REACTIVO LIMITANTE Empecemos con el cinc: Nos dice que tenemos un mineral de zinc del 78% de pureza. ¿Esto qué quiere decir? Que de cada 100g que cojamos de mineral solamente el 78% va a ser zinc, el resto serán otros materiales o impurezas. Y nosotros tenemos que conocer el zinc puro, que es lo que realmente reacciona. Lo podemos calcular ese zinc de dos formas: a) Con la fórmula de pureza (o concentración centesimal): c(%)= masa soluto/masa disolución ·100 = masa Zn puro/masa mineral ·100 De la fórmula tendremos que despejar la masa de zinc puro que es lo que queremos calcular: Masa zn puro = c(%) ·masa mineral /100 = 78% ·10g /100= 7.8 g de zinc puro. b) Con factores de conversión 10g mineral · 78 g Zn 100g mineral = 7.8g Zn puro Ahora que ya sabemos la cantidad de zinc puro ya podemos calcular los moles de hidrógeno obtenidos empleando la estequiometría de la reacción: 7.85g Zn · 1mol Zn 65.4g Zn . 1mol H2 1mol Zn = 0.12 moles de hidrógeno Ahora pasemos al ácido nítrico Tendremos que primeramente calcular los moles de ácido nítrico que hemos añadido. También podemos hacerlo de dos formas: a) Con la fórmula Molaridad = moles soluto / litro de disolución => moles soluto = Molaridad · volumen disolución = 0.5M · 0.005L = 2.5·10-3 moles HNO3 b) Con factores de conversión
- 2. 0.005L disolución 0.5moles HNO3 1L disolución = 2.5·10-3 moles HNO3 Ahora ya podemos calcular los moles de hidrógeno que se obtendrían con esos moles de ácido nítrico empleando la estequiometría de la reacción: 2.5·10-3 moles HNO3· 1mol H2 2moles HNO3 = 1.25·10-3 moles H2 Como los moles de hidrógeno obtenidos a partir de ácido nítrico son mucho menores que los obtenidos con el zinc podemos afirmar que el reactivo limitante será el ácido nítrico, por lo que se obtendrán 1.25·10-3 moles H2. Por tanto, esos serán los moles de hidrógeno que tendremos que emplear para calcular el volumen de hidrógeno (acordaos que hay que poner la temepratura en K y la presión en atm): V= 𝑛𝑅𝑇 𝑃 = 1.25·10-3 moles H2 ·0.082 𝑎𝑡𝑚𝐿 𝑚𝑜𝑙𝐾 (50+273)K 750mmHg· 1atm 760mmHg = 0.034L de hidrógeno