QUIMICA INDUSTRIAL Y OPERACIONES

Trabajo Práctico Nº 5 Estequiometría y Soluciones

1. a. Calcule los gramos de SO3 que reacciona con 100 gramos de SO2, según la

siguiente reacción, recuerde balancear la ecuación antes de realizar los cálculos

Primero se debe balancear la reacción química:

O2 + 2SO2 2SO3

Se lee: 1 mol de oxígeno reacciona con 2 moles de dióxido de azufre para dar como

producto 2 moles de trióxido de azufre.

Luego se debe calcular cuánto “pesa” cada mol de los reactivos y del producto.

La masa atómica se obtiene como dato de la tabla periódica de los elementos, se

multiplica la masa tómica por el número de átomos de cada reactivo/producto, tal

como se muestra a continuación:

O2 O: 2 x 16 gr = 32 gr

SO2 S: 1 x 32 = 32 gr

O: 2 x16 gr = 32 gr

64 gr

SO3 S: 1 x 32 = 32 gr

O: 3 x16 gr = 48 gr

80 gr

Para poder resolver el inciso a), se plantea una regla de tres simple, donde se relaciona

el número de moles del SO2 y del SO3, ésta información se obtiene de la reacción

química balanceada. Como 2SO2 (2 moles de dióxido de azufre) reaccionan con el

oxígeno y producen 2SO3 (dos moles de trióxido de azufre), se plantea esa relación,

en una regla de tres simple, pero teniendo en cuenta el “peso” de la respectiva

relación:

128 gr SO2 160 gr SO3

100 gr SO2 x = 125 gr SO3

1 mol de SO2 = 64 gr2 moles de SO2 =128 gr

1 mol de SO3 = 80 gr2 moles de SO3 =160 gr

1 mol de O2 = 32 gr

x = 100 gr SO2 x 160 gr SO3 = 125 gr SO3

128 gr SO2

Respuesta: Se obtiene 125 gramos de SO3 cuando reaccionan 100 gramos de

SO2.

1.b. Cuántos moles de O2, son necesarios para reaccionar con 7 moles de SO3,

según la reacción anterior?.

Teniendo en cuenta la reacción química balanceada, se plantea una regla de tres

simple relacionando las moléculas requeridas en la consigna:

1 mol O2 2 moles SO3

3,5 moles O2 = x 7 moles SO3

x = 7 moles SO3 x 1 mol O2 = 3,5 moles O2

2 moles SO3

Respuesta: Son necesarios 3,5 moles de O2 para reaccionar con 7 moles de

SO3.

2. ¿Cuántos litros de SO2 en CNPT, son necesarios para obtener 100 litros de SO3 en

CNPT, teniendo en cuenta la ecuación de reacción anterior?.

A partir de la reacción química balanceada y teniendo presente que 1 mol de un

gas ocupa un volumen de 22,4 litros, se plantea la sgte. regla de tres simple donde

se relaciona el número de moles del SO2 y del SO3:

2 x 22,4 lts. SO2 2 x 22,4 lts. SO3

100 lts. SO2 = x 100 lts. SO3

Respuesta: son necesarios para obtener 100 litros de SO3 en CNPT, 100 litros de

SO2 en CNPT.

3. Teniendo en cuenta la siguiente reacción (recuerde balancear la ecuación)

4K + O2 2K2O

Como primer paso se calcula cuánto pesa los moles de cada uno de los reactivos y del

producto, de la sgte. manera:

K K: 1 x 39 gr. = 39 gr.

O2 O: 2 x 16 gr = 32 gr

K2O K: 2 x 39gr = 78 gr

O: 1 x 16 gr = 16 gr

94 gr

a. la masa de óxido de potasio que se obtiene a partir de 3 moles de potasio

A partir de la reacción química, se tiene que 4 moles de K reaccionan con el oxígeno para

dar 2 moles de K2O, por lo tanto:

4 moles K 188 gr K2O

3 moles K x =141 gr K2O

Respuesta: a partir de 3 moles de potasio se obtiene 141 gr de óxido de potasio.

b. cuántos litros de oxígeno son necesarios para obtener 1 kg de óxido de potasio

188 gr K2O 22,4 lts O2

1000 gr K2O x = 119,5 lts O2

Respuesta: Son necesarios 119,5 lts. de oxígeno.

c. cuántas moléculas de oxígeno reaccionan con 500 gramos de potasio

A partir de la reacción química balanceada se tiene que 4 moles de potasio reaccionan

con el número de Avogadro de moléculas, de la sgte. manera:

156 gr K 6,022 x moléculas O2

500 gr K x = 1,93 x moléculas O2

Respuesta: reacionan 1,93 x moléculas O2.

d. cuántos moles de potasio se obtienen con 500 litros de oxígeno en CNPT.

A partir de la reacción química balanceada se tiene que 4 moles de potasio reaccionan

con 1 mol de oxígeno el cual ocupa un volumen de 22,4 litros, por lo tanto:

4 moles K 22,4 lts O2

1 mol de K2O = 94 gr2 moles de K2O =188 gr

89,3 moles K = x 500 lts O2

Respuesta: Se obtiene 89,3 moles de potasio.

4.- Si 100gramos de hidróxido de sodio reaccionan con ácido sulfúrico.

a. Plantee la ecuación de reacción de los compuestos

2 Na(OH) + H2SO4 Na 2SO 4 + 2 H2O

b. Calcule el número de moles del ácido que reaccionan con el hidróxido

80 gr NaOH 1 mol H2SO4

100 gr NaOH X=1,25 moles H2SO4

c. Calcule cuantos gramos de ácido reaccionan con los 100 gramos de hidróxido

80 gr NaOH 98 gr H2SO4

100 gr NaOH X=122,5 gr H2SO4

d. Cuántos gramos de agua se obtienen con los datos dados en el enunciado.

80 gr NaOH 36 gr H2O

100 gr NaOH X=45 gr H2O

5.- Tomando en consideración el sulfato de calcio:

Sulfato de Calcio: CaSO4

a. Indique a qué clase de sal corresponde

Corresponde a las Sales Neutras

b. Señale a partir de qué ácido y de qué hidróxido se forma

1 mol de NaOH = 40gr2 moles de NaOH =80gr

1 mol de = 18gr2 moles de =36gr

Se forma a partir de:

Acido Sulfúrico: H2SO4

Hidróxido de Calcio: Ca(OH)2

c. Escriba la ecuación química correspondiente a su formación

74 gr 98 gr 136 gr 36 gr

Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O

d. Calcule la masa de ácido necesaria para obtener 500 g de sal

136 gr CaSO4 98 gr H2SO4

500 gr CaSO4 X= 360 gr H2SO4

6. Tomando 100 g de fosfato tricalcio:

Fosfato tricalcio: Ca3(PO4)2

a. Realice la ecuación de obtención

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

1 mol de Ca(OH)2 = 74 gr

1 mol de H3PO4 = 98 gr

1 mol de Ca3(PO4)2 = 310 gr

b. ¿Cuántos moles de hidróxido reaccionan con el ácido?

Por estequiometría reacciona 3 moles de Ca(OH)2 con 2 moles de H3PO4 para dar 1 mol

de Ca3(PO4)2. Tomando 100 gr de fosfato tricálcico (sal):

3 moles Ca(OH)2 310 gr sal

0,97 moles Ca(OH)2 =X 100 gr sal

2 moles H3PO4 310 gr sal

0,65 moles =X H3PO4 100 gr sal

Reaccionan 0,97 moles de hidróxido con 0,65 moles de H3PO4 para obtener 100 gr de

sal.

c. ¿Cuántos gramos de ácido reaccionan, para dar 100 gramos de sal.

196 gr 310 gr

63,22 gr =X 100 gr

d. ¿Cuántos gramos de agua se obtiene?

310 gr 108 gr

100 gr X=34,84 gr

e. Si se tienen 0,56 moles de ácido cuántos gramos de sal se obtienen?

2 moles 310 gr

0,56 moles X=86,8 gr

7. Una solución acuosa de sal en agua contiene 20 gr. De sal en 80 gr. de solución. Exprese la concentración en:a) gramos de sal por 100 gramos de solución

80 gr de solución _______ 20 gr de sal100 gr de solución _______ X=25 gr de sal

b) gramos de sal en 100 gramos de agua.

80 gr de solución 60 gr de agua _______ 20gr de sal20 gr de sal 100 gr de agua _______X=33,33 gr de sal60 gr de agua

8. Una solución de cloruro de aluminio en agua contiene 10,07 gr. de sal por litro de solución. Su densidad es 1,007 gr/cm3. Exprese la concentración en:a) gramos de sal por 100 gr. de solución

Cloruro de Aluminio: Cl3Al

d = 1,007 gr/cm3

1007 gr de solución _______ 10,07 gr de sal100 gr de solución _______ X=1 gr de sal

b) gramos de sal por 100 litros de agua.

1007 gr de solución10,07 gr de sal996,93 gr de agua

0,996,93 lts. agua _______ 10,07 gr sal100 lts agua _______ X=1010 gr sal

9. Una solución de cloruro de potasio en agua tiene 2,5 gr. en 40 gr. de solución. Exprese la concentración en:a) gramos de sal por 100 gr. de solución.Cloruro de potasio: KCl

40 gr de solución 2,5 gr de sal37,5 gr de agua

40 gr de solución _______ 2,5 gr de sal100 gr de solución _______ X= 6,25 gr de sal

b)¿Cuántos gramos de sal y de agua habrá que añadir a la solución problema para obtener 100 gr. de solución a la misma concentración?.

100 gr de solución6,25 gr de sal93,75 gr de agua

Rta: Para 100 gr de solución habrá que tener 6,25 gr de sal y 93,75 gr de agua

10. Se tiene una solución al 5 % P/P. Exprese la concentración en gramos de soluto por 100 gramos de solvente.

5% P/P 5 gr de soluto _______ 100 gr de solución

100 gr de solución5 gr de soluto95 gr de solvente

5 gr de soluto _______ 95 gr de solvente5,26 gr de soluto=X _______ 100 gr de solvente

11. Halle la concentración en % P/V de una solución ácida al 30% P/P siendo la densidad de la solución de 1,2 gr/ml.

30% P/P 30 gr de soluto _______ 100 gr de solución

densidad= 1,2 gr/mldensidad = m/v => v= m/d = 100 gr/ 1,2 gr/ml = 83,33 ml

30 gr de soluto _______ 83,33 ml de solución36 gr de soluto=X _______ 100 ml de solución