UNIVERSIDAD NACIONAL DE GENERAL SAN MARTIN

UNIVERSIDAD NACIONAL DE GENERAL SAN MARTIN

ESCUELA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA

Bachillerato Universitario en Ciencias e Ingenieras

QUIMICA generalSerie 8Conceptos: Ecuaciones qumicas. Coeficientes estequiomtricos. Estequiometra: Reactivo limitante y Rendimiento. 1. Ajustar los coeficientes en las siguientes ecuaciones:

a) H2 + V2O5 ( H2O + V2O3

e) MnO2 + HCl ( MnCl2 + Cl2 + H2O

b) K + H2O ( KOH + H2

f) Cl2O7 + H2 ( HCl + H2O

c) Na2SO4 + C ( Na2S + CO

g) C3H8 + O2 ( CO2 + H2O

d) Na2O2 + H2O ( NaOH + O2h) H3PO4 + Zn(OH)2 ( H2O + Zn3(PO4)22. La combustin de compuestos conteniendo C, N, e H da lugar a la formacin de N2 gaseoso as como de CO2 y H2O. Escriba la ecuacin balanceada para la combustin de a) metilamina (CH5N) y b) cafena (C8H10O2N4), el estimulante contenido en el caf.

3. El gas tricloruro de nitrgeno (NCl3) reacciona con agua para dar amonaco y cido hipocloroso (HClO), el componente activo de la lavandina.

a) Escriba la ecuacin balanceada para esta reaccin.

b) Cuntos moles de amonaco se pueden producir a partir de 275 mL de agua (=1 g/cm3)?

c) Qu masa de tricloruro de nitrgeno se necesita para producir 14,8 g de amonaco?

R= b) 5,02 mol; c) 104.9 g

4. Las mscaras de oxgeno para situaciones de emergencia contienen superxido de potasio (KO2). Este reacciona con el CO2 y el agua provenientes de la exhalacin para producir oxgeno segn:

KO2(s) + H2O(g) + CO2(g) ( KHCO3(s) + O2(g)

a) Ajuste los coeficientes de la reaccin.

b) Si una persona exhala 0,702 g de CO2/min, cuntos gramos de KO2 son consumidos en 10 minutos?

R= 11,3 g

5. El gas acetileno se obtiene por reaccin de carburo de calcio (CaC2) con agua segn:

CaC2 + H2O ( C2H2 + Ca(OH)2a) Qu volumen de C2H2, medidos en condiciones normales de presin y temperatura, se obtiene por reaccin de 400 g de CaC2?

b) Cuntos gramos de CaC2 y cuntos de H2O son necesarios para obtener 200 L de C2H2, medidos a 25oC y 1 atm?

R= a) 140 L; b) 522 g CaC26. Cuntos cm3 de CS2 (93,0 % de pureza), cuya densidad es de 1,26 g cm-3, deben quemarse para obtener 12,8 g de SO2 ? Escriba la ecuacin estequiomtrica de la reaccin. Tenga en cuenta que el CS2 es lquido.R= 6,49 mL

7. Para la reaccin

Mg + N2 ( Mg3N2indique cul es el reactivo limitante y cunto Mg3N2 se obtiene al hacer reaccionar:

a) 1,5 moles de magnesio con 1,2 moles de nitrgeno.

b) 160 g de magnesio con 40 g de nitrgeno.

c) 4,6 1023 tomos de magnesio con 6,1 litros de nitrgeno, medidos en CNPT.

R= a) Mg, 50 g Mg3N3; b) N2, 143 g Mg3N2; c) Mg, 25,46 g Mg3N28. Se mezclan 10 g de octano (C8H18) con 40 g de oxgeno, producindose la combustin completa del octano a CO2 y H2O.

a) Escriba la ecuacin de combustin del octano, ajustando los coeficientes estequiomtricos.

b) Cul es el reactivo limitante?

c) Cuntos gramos de agua se forman?

d) Cul ser la presin parcial del CO2 que se produce si la reaccin se lleva a cabo en un recipiente cerrado y rgido de 1,0 L y la temperatura final del sistema es 100oC?

R= b) octano; c) 14,2 g agua; d) 21,42 atm

9. En un tanque se comprimen 200 moles de aire (78 % moles de N2) junto con 500 g de H2 a 200oC. En esas condiciones ocurre la reaccin de sntesis de amonaco:

N2 + H2 ( NH3a) Cuntos gramos de NH3 podran obtenerse? Qu reactivo est en exceso y cunto?

b) Si el rendimiento de la reaccin a esta temperatura es 80%, cuntos gramos de amonaco se obtienen? R: a) 2,83 103 g; N2; 72,7 mol; b) 2,27 103 g10. Cuntos gramos de Na2CO3 se obtienen al calentar 100 g de NaHCO3 segn:

NaHCO3 ( Na2CO3 + H2O + CO2si el rendimiento del proceso es del 80 %?

R= 50,47 g Na2CO

Problemas adicionales

A1. En los viajes espaciales es necesario incluir una sustancia que elimine el CO2 producto de la respiracin de los ocupantes de la cpsula. Tres posibles soluciones para eliminarlo son los reactivos de estas reacciones:

Na2O2 + CO2 ( Na2CO3 + O2Mg(OH)2 + CO2 ( MgCO3 + H2O

LiOH + CO2 ( Li2CO3 + H2O

Ajuste los coeficientes de estas reacciones. Si el criterio de seleccin fuese slo que la sustancia absorba la mayor cantidad de CO2 por gramo (es decir, que sea la ms ligera para llevar en la nave en funcin de la cantidad de CO2 que absorbe), cul escogera?

A2. El oxgeno puede prepararse en el laboratorio por descomposicin trmica del KClO3 segn:

KClO3 ( KCl + O2Cuntos gramos de KClO3 se necesitan para preparar:

a) 2 moles de oxgeno?

b) 1,50 L (medidos en CNPT) de oxgeno?

c) 48 g de oxgeno?

d) Cuntos gramos de KCl se obtienen en cada caso?

R: a) 163 g; b) 5,47 g; c) 123 g; d) 99,4 g; 3,33 g; 74,6 g

A3. La reaccin de xido de plomo (PbO) con carbn forma parte del proceso industrial de obtencin de plomo:

PbO + C ( Pb + CO2a) Cuntos kg de Pb pueden obtenerse a partir de 1 ton de PbO? Cunto C se necesita?

b) Cuntos moles de CO2 se obtienen? Qu volumen ocupa esa cantidad de CO2 en CNPT?R: 928 kg; 26,9 kg; 2,24 103 mol; 50,2 m3A4. Suponga que cierto da circulan por la Capital Federal 100.000 autos y que, en promedio, cada uno consume durante el da 5 litros de nafta. Si se tratara de nafta "no ecolgica" cada litro contiene aproximadamente 1 g de tetraetilplomo (Pb(C2H5)4). Cuntos kg de plomo (Pb) se enviaron a la atmsfera (y en parte a nuestros pulmones) ese da?

R: 320 kg

A5. Cuando 1 g de sodio (Na) se hace reaccionar con 1 g de cloro gaseoso,

a) cuntos gramos de cloruro de sodio (NaCl) puede obtenerse?

b) cuntos mg del reactivo en exceso quedan sin reaccionar? R: a) 1,649 g; b) 0,351 gA6. El gas sulfuro de hidrgeno (H2S) puede obtenerse en el laboratorio a partir de un mineral de hierro, pirita, que es bsicamente FeS.

FeS + HCl ( FeCl2 + H2S

Qu masa de pirita, con un contenido del 70% en FeS, debe hacerse reaccionar para producir 150 cm3 de H2S (medidos en CNPT)? Cuntos gramos de HCl se consumirn?

R= 0,84 g pirita, 0,49 g HCl

A7. En una cantera se obtienen 1,3 ton de cal (CaO) a partir de 3,2 ton de CaCO3 segn

CaCO3 ( CaO + CO2 Cul es el rendimiento del proceso? Cuntos moles de CO2 se formaron?R: 72,5 %; 23,2 103 molesA8. Qu masa de KIO3, de KI y de H2SO4 se necesita para preparar 300 g de I2 si el rendimiento del proceso es de 70 %?

KIO3 + KI + H2SO4 ( I2 + H2O + K2SO4 R: 120 g; 467 g; 165 g

A9. Se desea fertilizar 30 hectreas dedicadas al cultivo, con NaNO3. Son necesarios para ello 13,608 kg de dicho fertilizante, que pueden obtenerse segn la reaccin:

HNO3 + NaCl ( NaNO3 + HCl.

Calcule :

a) la masa de NaCl 90,0 % de pureza que se necesita

b) b) Los moles de HCl que se forman.R: a) 10,40 kg b) 160,1 molA10. Se hacen reaccionar 300 mL de una solucin 0,25 M de NaOH con aluminio en exceso:

Al + NaOH + H2O ( 3/2 H2 + NaAlO2a) Cuntos gramos de aluminio reaccionan?

b) Qu volumen de H2 se obtiene, medidos a 25oC y 1 atm?

R: 2,02 g; 2,75 dm3A11. En una planta de produccin de fertilizantes se obtuvieron 27,2 toneladas de sulfato de amonio (NH4)2SO4 a partir de 9,5 103 m3 de amonaco (CNPT), segn la siguiente reaccin:

NH3 + H2SO4 ( (NH4)2SO4Calcule:

a) la masa de (NH4)2SO4 que debera obtenerse si la reaccin fuese total.

b) el rendimiento de la reaccin.

c) la masa de H2SO4 que reacciona.

R= a) 28 Ton; b) 97,17%; c) 20,78 Ton

A12. Qu volumen de solucin 0,1 M de HCl se necesitan para obtener 300 cm3 (medidos en CNPT) de hidrgeno de acuerdo a la siguiente reaccin:

Fe + HCl ( FeCl3 + H2Qu masa de hierro reaccionar?

R= 268 cm3 HCl; 0,5 g Fe

A13. Se hacen reaccionar 300 g de CaCO3 con 1,00 dm3 de una solucin 5,0 M de HCl

CaCO3 + HCl ( CaCl2 + CO2 + H2O

Cuntos moles de CO2 se forman si el rendimiento de la reaccin es del 90 %?

R= 2,25 mol