CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS 1. Cuando el carbonato de calcio sólido reacciona con el ácido clorhídrico diluido, se obtienen cloruro de calcio soluble, agua líquida y dióxido de carbono, que se desprende en forma de gas. Calcula la cantidad de cloruro de calcio que se obtiene cuando 50 g de carbonato de calcio reaccionan con la cantidad suficiente de ácido clorhídrico.

Ca CO3 ( s )  2 HCl (aq)  Ca Cl2 (aq)  H 2O (l )  CO2 ( g ) 1 mol

2 mol 2  36,5 g

100 g

1 mol

1 mol

1 mol

111g

18 g

44 g

73 g 50 g

55, 5 g

CÁLCULO EN MASA Los gramos de CaCl2 que podemos obtener a partir de 50 g de CaCO3: 100 g CaCO3 111g CaCl2  ; 50 g CaCO3 x g CaCl2

x

50 111  55,5 g Ca Cl2 100

CÁLCULO EN MOL El numero de mol de CaCl2 que podemos obtener a partir de 50 g de CaCO3: n

50 g m   0,5 mol de CaCO3 M 100 g / mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 1 mol CaCO3 = 1 mol CaCl2.

0,5 mol deCaCO3  0,5 mol de CaCl2 Luego los gramos de CaCl2 que se forman: m  0,5 mol de CaCl2  111 g / mol  55,5 g de CaCl2

2. Cuando el carbonato de calcio sólido reacciona con el ácido clorhídrico diluido, se obtienen cloruro de calcio soluble, agua líquida y dióxido de carbono, que se desprende en forma de gas. Calcula la cantidad de cloruro de calcio que se obtiene cuando 70 g de carbonato de calcio reaccionan con la cantidad suficiente de ácido clorhídrico.

Ca CO3 ( s )  2 HCl (aq)  Ca Cl2 (aq)  H 2O (l )  CO2 ( g ) 1 mol 100 g

2 mol 2  36,5 g

1 mol

1 mol

1 mol

111g

18 g

44 g

73 g 70 g

77, 7 g

CÁLCULO EN MASA Los gramos de CaCl2 que podemos obtener a partir de 70 g de CaCO3: 100 g CaCO3 111g CaCl2  ; 70 g CaCO3 x g CaCl2

x

70 111  77, 7 g Ca Cl2 100 1

CÁLCULO EN MOL El número de mol de CaCl2 que podemos obtener a partir de 50 g de CaCO3: n

70 g m   0, 7 mol de CaCO3 M 100 g / mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 1 mol CaCO3 = 1 mol CaCl2.

0,7 mol deCaCO3  0,7 mol de CaCl2 Luego los gramos de CaCl2 que se forman: m  0, 7 mol de CaCl2  111 g / mol  77, 7 g de CaCl2

3. ¿Qué cantidad de hidróxido de bario reacciona completamente con 71 g de ácido clorhídrico? La ecuación química de la reacción es:

2 HCl (aq)  Ba (OH ) 2 (aq)  BaCl2 (aq )  2 H 2O (l ) 2 mol 2  36,5 g

1 mol

1 mol

2 mol

171,38 g

208, 27 g

36 g

73 g 71 g

166, 7 g

CÁLCULO EN MOL El número de mol de HCl que representan 71 g de HCl: n

71 g m   1,94 mol de HCl M 36,5 g / mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 2 mol de HCl reaccionan con 1 mol de Ba(OH )2 mol Ba(OH )2 

mol HCl 1,94 mol   0,973 2 2

Luego los gramos de Ba(OH)2 que se forman: m  0,973 mol de Ba(OH )2  171,38 g / mol  166,7 g de Ba(OH )2

4. El clorato de potasio, KClO3, se obtiene por la acción del cloro sobre una disolución de hidróxido de potasio, KOH, en caliente, según la reacción:

KOH (aq)  Cl2 ( g )  KClO3 (aq)  KCl (aq)  H 2O (l ) a) Ajusta la ecuación química. b) Calcula la cantidad de KClO3, en mol, que se obtiene al hacer reaccionar 6 mol de KOH con la cantidad suficiente de Cl2 c) Calcula la cantidad de cloro, en mol, que reacciona completamente con 6 mol de hidróxido de potasio. 2

a) La ecuación química ajustada en mol y gramos: 6 KOH (aq)  3Cl2 ( g )  KClO3 (aq)  5KCl (aq)  3H 2O (l )

6 mol

3 mol

1 mol

6  56,11 g

3  35, 46 g

336, 66 g

212, 76 g

5 mol 5  74,56 g

122,56 g

372,8 g

3 mol 3 18 g 54 g

b) De la estequiometría de la reacción deducimos que: 6 mol de KOH producen 1 mol de KClO3 . Luego obtendríamos un mol de KClO3.

c) De la estequiometría de la reacción deducimos que: 6 mol de KOH secombinan 3 mol de Cl2 . Luego necesitaríamos 3 mol de Cl2.

5. Las reacciones de combinación y síntesis son aquellas en las que dos o más reactivos se combinan para dar lugar a un único producto. Este es el caso de dos elementos como el azufre y el cobre, que se combinan para sintetizar sulfuro de cobre (II). ¿Qué masa de sulfuro de cobre se obtiene al hacer reaccionar 64 g de azufre con la cantidad adecuada de cobre? S ( s)  Cu ( s )  CuS ( s ) 1 mol

1 mol

1 mol

32 g

63,5 g

95,5 g

64 g

191 g

CÁLCULO EN MASA Los gramos de CuS que podemos obtener a partir de 64 g de S: 32 g S 95,5 g CuS  ; 64 g S x g CuS

x

64  95,5  191 g CuS 32

CÁLCULO EN MOL El número de mol de S que podemos obtener a partir de 64 g de S: n

64 g m   2 mol de S M 32 g / mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 1 mol S produce 1 mol CuS 2 mol de S  2 mol de CuS

Luego los gramos de CuS que se forman: m  2 mol de CuS  95,5 g / mol  191g de CuS

3

6. La reacción de azufre y cobre da como resultado sulfuro de cobre (II). ¿Qué masa de sulfuro de cobre (II) se obtiene al hacer reaccionar 16 g de azufre con la cantidad adecuada de cobre? S ( s)  Cu ( s )  CuS ( s ) 1 mol

1 mol

1 mol

32 g

63,5 g

95, 5 g

16 g

47, 75 g

CÁLCULO EN MASA Los gramos de CuS que podemos obtener a partir de 64 g de S: 32 g S 95,5 g CuS  ; 16 g S x g CuS

x

16  95,5  47, 75 g CuS 32

CÁLCULO EN MOL El número de mol de S que podemos obtener a partir de 64 g de S: n

16 g m   0,5 mol de S M 32 g / mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 1 mol S produce 1 mol CuS 0,5 mol de S  0,5 mol de CuS

Luego los gramos de CuS que se forman: m  0,5 mol de CuS  95,5 g / mol  47,75 g de CuS

7. Cuando el flash de una cámara fotográfica emite el destello, se forma óxido de magnesio, MgO. Escribe la ecuación equilibrada de la síntesis de esta sustancia a partir del magnesio sólido y del oxígeno gaseoso. ¿Qué cantidad de magnesio se precisa para obtener 2 mol de óxido de magnesio?

2Mg ( s)  O2 ( g )  2MgO ( s) 2 mol

1 mol

2 mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 2 mol de Mg dan lugar a 2 mol de MgO Luego se requieren 2 mol de Mg.

8. Cuando el calcio arde en la atmósfera de cloro, se forma cloruro de calcio sólido. Escribe la ecuación química equilibrada de esta reacción. ¿Qué cantidad de cloro reaccionaría completamente con 80 g de calcio?

Ca ( s )  Cl2 ( g )  CaCl2 ( s ) 1 mol 40 g

1 mol 2  35,5 g

1 mol 111 g

71 g 80 g

142 g 4

CÁLCULO EN MASA Los gramos de Cl2 que podemos obtener a partir de 80 g de Ca: 40 g Ca 71 g Cl2  ; 80 g Ca x g Cl2

x

80  71  142 g Cl2 40

CÁLCULO EN MOL El número de mol de Ca que podemos obtener a partir de 80 g de Ca: n

80 g m   2 mol de Ca M 40 g / mol

De la estequiometría de la reacción se deduce: 1 mol de Ca secombina con 1 mol de Cl2

2 mol deCa  2 mol de Cl2 Luego los gramos de CuS que se forman: m  2 mol de Cl2  71 g / mol  142 g de Cl2

9. Al calentar el carbonato de cobre, CuCO3, que es un sólido verde, se descompone en un sólido negro (óxido de cobre) y un gas muy denso (dióxido de carbono). Calcula la masa de carbonato de cobre que hay que descomponer para obtener 44 g de dióxido de carbono.

CuCO3 ( s )  CuO( s )  CO2 ( g ) 1 mol

1 mol

1 mol

123,5 g

79,5 g

44 g

De la estequiometría de la reacción se deduce: 1 mol de CuCO3 produce 1 mol de CO2 Por tanto, para obtener 44 g de CO2 necesitaríamos partir de 123, 5 g de CuCO3.

10. ¿Qué volumen de oxígeno se necesita para la combustión completa de 50 cm3 de propano, C3H8? Todos los gases están medidos a la misma presión y temperatura. C3 H 8 ( g )  5 O2 ( g )  3 CO2 ( g )  4 H 2O ( g ) 1 mol

5 mol

3 mol

4 mol

1V

5V

3V

4V

50 cm3

5  50 cm3

3  50 cm3

4  50 cm3

La proporción molar es igual a la proporción volumétrica. Por tanto, se necesitarán 5 x 50 cm3 = 250 cm3 de oxígeno.

5

11. ¿Qué volúmenes de nitrógeno y de hidrógeno se necesitan para obtener 10 L de amoniaco medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura? N 2 ( g )  3 H 2 ( g )  2 NH 3 ( g ) 1 mol

3 mol

2 mol

1V

3V

2V

5L

15 L

10 L

CÁLCULO EN VOLUMEN El volumen de N2 que necesitamos para obtener 10L de NH3: :

2V de NH 3 10 L  ; 1V de N 2 x

x  5 L de N 2

El volumen de H2 que necesitamos para obtener 10L de NH3: :

2V de NH 3 10 L  ; 3V de H 2 y

y  15 L de H 2

CÁLCULO EN MOL De la estequiometría de la reacción, vemos que se necesitaría: mol NH 3 10 L mol N 2    5L 2 2 mol H 2  3 mol N 2  3  5  15L

12. ¿Qué volumen de oxígeno se necesita para la combustión completa de 250 cm3 de butano, C4 H10? Todos los gases están medidos a la misma presión y temperatura. 13 O2 ( g )  4 CO2 ( g )  5H 2O ( g ) 2 2C4 H10 ( g )  13 O2 ( g )  8 CO2 ( g )  10 H 2O ( g ) C4 H10 ( g ) 

2 mol 2V 250 cm3

13mol

8 mol

10 mol

13V

8V

10V

1625 cm3

CÁLCULO EN VOLUMEN El volumen de O2 que necesitamos para la combustión completa de 250 cm3 de C4H10: :

2V deC4 H10 13V deO2  ; 250 cm3 x

x

13  250  1625 cm3 deO2 2

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13. El monóxido de carbono, CO, reacciona con el oxígeno, O2, para dar dióxido de carbono, CO2: a) ¿Qué volumen de oxígeno reacciona con 20 L de monóxido de carbono? b) ¿Qué volumen de dióxido de carbono se obtiene? 2CO ( g )  O2 ( g )  2 CO2 ( g ) 2 mol

1 mol

2 mol

2V

1V

2V

20 L

10 L

20 L

CÁLCULO EN VOLUMEN El volumen de O2 que se combina con el CO: :

2V deCO 1 V O2  ; 20 L deCO x

x

20 L  10 L 2

CÁLCULO EN MOL De la estequiometría de la reacción, vemos que el oxígeno que se necesitaría: mol CO V de CO 20L mol O2     10 L 2 2 2 CÁLCULO EN VOLUMEN El volumen de CO2 que se formaría a partir de los 20 L de CO: :

2 V O2 2V deCO  ; 20 L deCO y

y

20 L  2  20 L 2

CÁLCULO EN MOL De la estequiometría de la reacción, vemos: mol CO2  mol CO  20 L

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