Problemas resueltos de Estequiometria y gases.

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PROBLEMA No. 4:

Un átomo de un elemento tiene una masa de 159.32 yg.

- Cuál es la masa atómica del elemento?

- Cuál es el nombre del elemento?

SOLUCIÓN:

a) La masa del átomo dado en realidad es 159.32 x 10 –24 gramos, esto por el prefijo yocto que se da en la información, por consiguiente a partir de esta masa se establece la masa para 1 mol de átomos de dicho elemento:

1 mol de átomos X 6.022 x 1023 átomos X 159.32 x 10 –24 gramos = 95.94 gramos

1mol de átomos 1 átomo

b) La masa calculada en el inciso anterior está dada para un mol del elemento, por consiguiente esa cantidad represente la masa atómica del elemento, con la ayuda de una tabla periódica y la masa atómica del elemento se encuentra que el elemento lleva por nombre MOLIBDENO ( masa atómica 95.94 g / mol ).

PROBLEMA No. 5:

El oxibromato, KBrOx , donde se desconoce x, es sometido a análisis químico y se ha determinado que contiene aproximadamente 52.92% de Bromo. ¿Cuánto vale x ?

SOLUCIÓN:

La información proporcionada por el problema indica que el oxibromato contiene 52.92% de bromo, dato que puede interpretarse de la siguiente manera:

52.92% Bromo = 52.92 gramos Bromo ( relación 1 )

100 gramos oxibromato

La masa molecular del oxibromato se puede calcular en función de x :

K = 1(39.10 g ) = 39.10 g[pic 6]

KBrOx Br = 1(79.90 g ) = 79.90 g

O = x(16 g ) = 16 x g ( + )

119 + 16x

El porcentaje en masa de Bromo en la molécula de oxibromato se puede plantear asÍ:

masa de Bromo X 100 = 79.90 g Bromo ( relación 2 )

masa oxibromato 119 + 16x

Para encontrar el valor de x se igualan las relaciones 1 y 2, ya que ambas relacionan el porcentaje de bromo en la molécula:

52.92 gramos Bromo = 79.90 g Bromo

100 gramos oxibromato 119 + 16x

Al resolver en términos de x se encuentra aproximadamente: [pic 7]

PROBLEMA No. 6:

Considere la combustión completa del butano, C4H10 .

- Cuántos g de cada producto se forman a partir de 5 @ de C4H10?

- Si el porcentaje de rendimiento para la reacción es de 84%, ¿cuántos g de cada producto se forman?

- ¿Cuántos gramos de oxígeno gaseoso ( O2 ) se necesita para formar 10 lb de agua?

- ¿Cuántas moléculas de butano ( C4H10 ) se necesitan para que se formen 10 lb de agua?

- ¿Cuántos g de CO2 se forman cuando se produce 125 g de agua?

- ¿Cuántos g de aire se consumen al quemar 25 lb de butano? ( Considerar que el aire contiene 21% de oxígeno en masa).

SOLUCIÓN:

Antes de realizar los cálculos estequiométricos se debe escribir y balancear la expresión que representa la combustión del butano. En la combustión se combina butano con oxígeno y por ser completa se tendrá como productos Dióxido de Carbono y Agua.

C4H10 + O2 → CO2 + H2O

Por ser una expresión pequeña es fácilmente balanceada al tanteo:

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O

Luego se establece la masa molecular para cada uno de los reactivos y productos:

C4H10 = 58 gramos / mol O2 = 32 gramos / mol

CO2 = 44 gramos / mol H2O = 18 gramos / mol

- Los gramos de cada producto que se forman a partir de las 5 @ de butano ( C4H10 ) se pueden establecer así:

Las 5 @ de butano son equivalentes a 56,750 gramos de butano.

Utilizando la masa molar del butano se calcula la cantidad de moles de butano a que equivalen los 56750 gramos de dicho gas:

56,750 g butano x 1 mol de butano = 978.45 moles de butano

58 g butano

A partir de los moles de butano y con las relaciones estequiométricas (coeficientes estequiométricos) que da la ecuación química se establece la cantidad de gramos de cada producto que pueden formarse:

Gramos de CO2:

[pic 8]

978.45 moles de butano x 8 moles de CO2 x 44 gramos de CO2 =

2 moles de butano 1 mol de CO2

Gramos de H2O:

[pic 9]

978.45 moles de butano x 10 moles de agua x 18 gramos de agua =

2 moles de butano 1 mol de agua

NOTA:Los valores calculados corresponden al 100% de rendimiento, generalmente conocido como rendimiento teórico.

- Cuando el rendimiento de la reacción es 84%, la cantidad de productos que se forma será menor, por consiguiente de acuerdo a los valores calculados en el inciso anterior, la cantidad real ( rendimiento experimental ) de cada producto se calcula así:

% rendimiento = Rendimiento experimental x 100

Rendimiento teórico

Despejando el rendimiento experimental:

Rendimiento experimental = Rendimiento teórico x % rendimiento

100

Rendimiento