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Estequiometría

(1º bachillerato)

Cálculos con ecuaciones químicas.

Conocimientos previos: estequiometría 3º y 4º ESO, disoluciones.

Se repasa el cálculo con disoluciones. Se trabaja con reactivos limitantes, e impuros y con rendimiento de reacciones.

1- Las reacciones químicas se producen siempre que:

a)      Se mezclan dos sustancias distintas.

b)      Tienen lugar choques entre las partículas de los reactivos.

c)      Se consiguen romper los enlaces entre las partículas de los reactivos.

 2- En una reacción química:

 q       Los cálculos se hacen con el reactivo que está en exceso.

 q       Si un reactivo está en exceso, se obtiene más cantidad del producto.

 q       Si un reactivo está en exceso, el exceso quedará sin reaccionar.

 q       Si un reactivo está en exceso, la reacción es más exotérmica.

 3- El propano (C3H8) reacciona con el oxígeno, obteniéndose dióxido de carbono y vapor de agua.

a)      Escribe la ecuación química correspondiente y ajústala.

b)      Si reaccionan 3 litros de propano, medidos en condiciones normales, ¿Cuántos moles de dióxido de carbono se obtienen?.

c)      Si se obtienen 100 gramos de agua,  ¿Cuántos moles de oxígeno han reaccionado?.

4- Dada la reacción, representada por la ecuación:

H2S (aq) + Ca(OH)2 (aq) ® CaS + H2O

a)      Ajústala.

b)      Calcula la cantidad, en gramos, de Ca(OH)2 necesaria para reaccionar con 0,1 moles de ácido sulfhídrico.

c)      ¿Qué volumen de disolución 0,2 M de hidróxido de calcio se necesitaría para que reaccionase con 0,1 moles de ácido sulfhídrico.

5- Dada la reacción, representada por la ecuación:

2 NaOH + H2S ® Na2S + H2O

a)      Si se dispone de 10 cm3 de una disolución 2.10-3 M de H2S. ¿Cuántos moles de NaOH se pueden neutralizar?.

b)      Si se dispone de 50 gramos de una disolución de NaOH al 8% en masa, ¿Cuántos moles de H2S se pueden neutralizar?.

6- Se hace reaccionar carbonato de calcio con una disolución de ácido nítrico, obteniéndose como productos de reacción, dióxido de carbono, nitrato de calcio y agua.

a)      Escribe el proceso químico que tiene lugar.

b)      ¿Qué volumen de dióxido de carbono, medido en condiciones normales, se formará cuando se hacen reaccionar 60 mL de ácido nítrico 2,5 M, con exceso de carbonato de calcio?.

c)      ¿Qué volumen de ácido nítrico comercial, del 64 % en peso y 1,4 g/mL de densidad, se debe tomar para preparar los 60 mL 2,5 M a que se refiere el apartado anterior?.

 

Reactivos en exceso y limitante

7- El magnesio reacciona con el oxígeno, formándose óxido de magnesio.

Un recipiente contiene 2 litros de oxígeno (medido a 1,02 atm y 20ºC) y 6,96 gramos de magnesio. a) Razona, después de realizar los cálculos necesarios, cual es el reactivo limitante.

b)  ¿Cuántos moles hay de cada una de las sustancias, una vez completada la reacción?.

8- Un recipiente cerrado contiene una mezcla gaseosa de 80 gramos de oxígeno y 40 gramos de hidrógeno. Al hacer saltar una chispa en su interior, los gases reaccionan y se obtiene agua. Calcula la masa de agua que se obtendrá y la cantidad de reactivo que queda en exceso.

9-El magnesio reacciona con el ácido clorhídrico diluido y se obtiene cloruro de magnesio e hidrógeno.

A un vaso de precipitados que contiene 250 cm3 de ácido clorhídrico 0,06 M se le añaden 0,36 g de magnesio. Calcula la masa de cloruro de magnesio que se obtendrá.

10- Se mezclan 200 cm3 de ácido clorhídrico 0,1 M  con 2 g de hidróxido de calcio. ¿Qué cantidad de cloruro de calcio se obtendrá?.

Rendimiento

11- El cinc reacciona con ácido clorhídrico diluido y se obtiene cloruro de cinc e hidrógeno.

 A un vaso de precipitados que contiene 0,325 g de cinc se le añaden 250 cm3 de ácido clorhídrico 1.10-2 M.

a)      Indica, después de realizar los cálculos necesarios, quien es el reactivo limitante.

b)      Calcula la masa de ZnCl2 que se obtendrá, si el rendimiento de la reacción es el 70%.

12- En un generador portátil de hidrógeno, se hacen reaccionar 30 g de hidruro de calcio con 30,0 gramos de agua, según la reacción:

CaH2 +  H2O à  Ca (OH)2 + H2

Después de ajustar la reacción, calcula:

a)      Que reactivo sobra y en que cantidad.

b)      El volumen de hidrógeno que se produce, medido a 20 ºC y 745 mmHg.

c)      El rendimiento de la reacción si el volumen real producido fue 34 litros.

 

Pureza

13- Una muestra contiene hidróxido de sodio; 98 gramos de la muestra reaccionaron con 1 mol de ácido sulfúrico. ¿Cuál es el porcentaje de hidróxido de sodio en la muestra?.

14-Calcula el volumen de hidrógeno, medido en condiciones normales, que se obtendrá tratando con ácido clorhídrico, 20,0 g de cinc metálico del 70% de pureza.

15-Una muestra comercial de 0,712 gramos de carburo de calcio fue utilizada en la producción de acetileno, mediante una reacción con exceso de agua, según:

CaC2 +  2 H2O à  Ca(OH)2 + C2H2

Si el volumen de gas acetileno recogido, medido a 25ºC y 745 mmHg fue de 0,25 litros, halla:

a)      Los gramos de acetileno producidos.

b)      Los gramos de carburo de calcio que reaccionaron.

c)      Porcentaje de carburo de calcio puro en la muestra comercial.

16- El ácido sulfhídrico reacciona con el hidróxido de potasio.

a)      ¿Qué volumen de disolución 2.10-3 M de  hidróxido de potasio se necesitaría para que reaccionase con 0,001 mol de ácido sulfhídrico?.

b)      Una muestra de 80 gramos, que contiene hidróxido de potasio, reaccionó con 0,05 mol de H2S. ¿Cuál es el porcentaje de hidróxido de potasio en la muestra?.

17- El magnesio reacciona con el oxígeno, formándose óxido de magnesio.

Un recipiente contiene 2 litros de aire (medido a 1,02 atm y 20ºC) y 1,2 gramos de magnesio. El aire contiene un 20% de oxígeno en volumen. ¿Qué cantidad de óxido de magnesio se formará?.

18- Al tratar 10 kg de mineral de óxido de hierro (III), con monóxido de carbono, se han desprendido 4249 l de dióxido de carbono, medidos a 1,1 atm y 107ºC. ¿Cuántos moles de hierro se han obtenido?. ¿Qué porcentaje de óxido de hierro (III) contenía el mineral?.

19- Hacemos reaccionar una muestra de carbonato de calcio impuro, de 23 gramos de masa con 100 mL de disolución de ácido clorhídrico 4 M, formándose cloruro de calcio, que queda en la disolución, agua y dióxido de carbono (gas), del que se recogen 4,5 litros, medidos a 1 atmósfera de presión y 25ºC de temperatura. Calcula: 

a)      La riqueza de carbonato de calcio en la muestra.

b)      ¿Hay reactivo limitante?. Si es así, ¿cuántos moles sobran del reactivo en exceso?.

c)      El volumen de disolución  de ácido que se consumiría si la molaridad fuese 2.