PROBLEMAS

Qumica General para Ingeniera Qumica y Materiales Curso 2011

Problemas de estequimetria1- a) Cuntas molculas hay en 3,2 g de O2?

b) cunto pesan 0,2 moles del mismo?

c) qu volumen en CNTP ocupan 0,6 g de O2?

d) qu volumen en CNTP ocupan 0,23 moles de O2?

e) cuntos gramos hay en una molcula de O2? y un tomo?

2- Se infla un globo con 2,5 g de aire. Sabiendo que la composicin del aire es 78% de N2, 21% de O2 y 1% de CO2, calcular el nmero de molculas y moles de cada gas que hay dentro del globo.

3- En una determinada masa de C2H6O (alcohol etlico) hay 0,48 g de C. Calcular para dicha cantidad:

a) la masa de alcohol etlico.

b) nmero de moles del compuesto.

c) nmero de moles de tomos de hidrgeno.

d) gramos de oxgeno.

e) el volumen ocupado si su densidad es 0,86 g/ml.

4- Dada la reaccin:

a) Nombrar reactivos y productos.

b) Calcular los gramos de HCl que reaccionarn con 20 g de CaCO3.

c) Los moles y molculas de sal obtenida con los 20 g de CaCO3.

d) Los moles y gramos de cada reactivo necesarios para obtener 22 g de CO2.

e) Los moles y gramos de cada reactivo necesarios para obtener 11,2 l de CO2.

f) Las umas de CaCO3 que producen 1,2.1020 molculas de H2O.

5- Dada la siguiente reaccin:

a) Cuntos gramos de magnetita (Fe3O4) se obtendrn por cada mol de Fe reaccionante?

b) Cuntos gramos de Fe se requieren para formar 100g de Fe3O4?

c) Cuntos moles de H2 se obtendrn por cada mol de H2O reaccionante?

d) Que volumen de H2 en CNPT se obtendrn a partir de un mol de Fe?

6- Dada la siguiente reaccin:

Calcular cuntos gramos de sulfato de cobre y que volumen de SO2 en CNTP, se podrn obtener a partir de 5 gramos de Cu de 95 % de riqueza.

7- Dada la siguiente reaccin:

calcular:

a) los gramos y moles de sal que se obtendrn a partir de 12 g de cinc de 85% de riqueza

b) el volumen de hidrgeno obtenido en CNTP (en las condiciones del punto a)

c) qu masa de muestra de cinc se debi pesar para obtener 30 l de hidrgeno en CNTP?

8- Calcular los gramos de cloruro de plata que precipitarn al reaccionar 3,5 moles de nitrato de plata con la cantidad suficiente de cido clorhdrico.

9- Algunas tabletas de anticido contienen como ingrediente activo Mg(OH)2, el cual reacciona con el HCl del estmago para formar MgCl2 y H2O. Una tableta contiene 0,10 g de hidrxido de magnesio. Calcule cuntos gramos de HCl neutraliza cada tableta.

10- El consumo de energa/hora de un astronauta se satisface mediante la energa cedida por 34 g de sacarosa, la que es consumida por su organismo. Cuntos gramos de O2/hora como mnimo tendr que proporcionar la cpsula espacial para satisfacer ese requisito si la ecuacin que representa la combustin de la sacarosa es:

a) 11- Escriba las frmulas de los compuestos y equilibre las siguientes ecuaciones:

b) cloruro de amonio + hidrxido de calcio cloruro de calcio + amonaco + agua

c) amonaco + oxgeno nitrgeno + agua

d) cido fosfrico + hidrxido de cobre(II) dihidrgeno fosfato de cobre(II) + agua

e) sulfuro de hierro(II) + oxgeno xido de hierro(III) + dixido de azufre

12- a) Cuntos moles de HCl reaccionarn con 0,5 moles de NaOH?

b) Cuntos moles de NaCl se obtendrn a partir de 1,5 moles de HCl?

c) Cuntos gramos de NaOH se necesitan para obtener 1,4.1018 molculas de agua?

13) El Zn reacciona con el HCl liberando H2

a) Cuntas umas de cada reactivo son necesarias para obtener 25 g de la sal producida por la reaccin?

b) Calcule las molculas de cido necesarias para reaccionar con 4,8 atg de Zn.

c) Calcule los moles de sal formados al reaccionar 0,56 moles de Zn.

14- El amonaco reacciona con O2 para dar monxido de nitrgeno y agua.

a) Balancear la ecuacin.

b) Cuntos moles de NH3 son necesarios para formar 15 moles de NO?

c) Calcule qu masa de amonaco reacciona con 88 g de oxgeno?

15- Se hace reaccionar una cierta cantidad de Fe2O3 con la cantidad estequiomtrica de H2 de modo de obtener 80 g de Fe de acuerdo a la reaccin:

a. Balancear la ecuacin.

b. Calcular las molculas de Fe2O3 que reaccionaron.

c. Calcular los moles de H2O que se obtuvieron.

d. Calcular el volumen de H2 (en CNTP) utilizado para obtener el Fe.

16- Si se mezclan 10 g de cido sulfrico y 10 g de acetato de plomo para dar:

H2SO4 + Ac2Pb --> PbSO4 (s) + AcH

Calcule el nmero de gramos de reactivos y productos despus de la reaccin.

17- Considere la combustin del monxido de carbono (CO) en oxgeno gaseoso:

CO(g) + O2(g) 2 CO2(g).

Si reaccionan 3,60 moles de CO, calcule el nmero de moles de CO2 que se producen si hay suficiente oxgeno para reaccionar con todo el CO.

18- El tetracloruro de silicio (SiCl4) se puede preparar por calentamiento de Si en cloro gaseoso. Si en una reaccin se producen 0,63 moles de SiCl4. Cuntos moles de cloro molecular se utilizaron en la reaccin?, Cuntos gramos y tomos de Si reaccionaron?

19- La produccin anual de dixido de azufre, como resultado de la combustin de la hulla de combustibles fsiles, de los escapes de los automviles y otras fuentes, es aproximadamente de 26 millones de toneladas. La ecuacin para la obtencin del dixido a partir de azufre es:

S(s) + O2(g) SO2(g).

Qu cantidad de azufre, presente en los materiales originales, produce esta cantidad de SO2?, Cuntos litros de O2 (en CNTP) se habrn consumido?

20- Cuando el cianuro de potasio (KCN) reacciona con cidos se desprende un gas venenoso, mortal, el cianuro de hidrgeno (HCN) de acuerdo a la siguiente reaccin:

KCN(ac) + HCl(ac) KCl(ac) + HCN(g).

Calcule la cantidad en gramos y moles de HCN que se formar a partir de una muestra que posee 0,350 g de KCN. Cuantos moles de HCl habrn reaccionado? Cuntos moles, gramos y molculas de KCl se habrn formado?

21- Uno de los mtodos de purificacin del oro (Au) implica la utilizacin de cianuro de potasio:

4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O 4 KAu(CN)2 + 4 KOH.

Cul es la mnima cantidad de KCN, en moles y gramos, y de O2, en gramos y litros (CNTP), que se necesita para extraer 29 g (alrededor de una onza) de oro?

22- Dada la reaccin: Cr(OH)3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + H2O

a) Balancear la ecuacin; b) Calcular la masa de Cr(OH)3 (en g) que reaccionan completamente con 15 g de H2SO4 c) Calcular el nmero de molculas de Cr2(SO4)3 y agua que se formarn a partir de 15 g de H2SO4. d) Los gramos y moles de cada reactivo que debern reaccionar para obtener 3,4 x1021 molculas de la sal. e) Los moles y molculas de cada producto que se obtienen por reaccin de 5,5 moles de Cr(OH)3.

23- El xido nitroso (N2O), tambin denominado gas hilarante, se puede preparar por la descomposicin trmica de nitrato de amonio (NH4NO3), siendo el otro producto agua. a) Escriba una ecuacin balanceada para esta reaccin. b) Cuntos gramos y moles de N2O se formarn si se utilizan 0,46 moles de NH4NO3 para la reaccin?

24- Se hacen reaccionar 150 g de MnO2 de 90 % de pureza con la cantidad necesaria de HCl de acuerdo a la siguiente reaccin: 4HCl + MnO2 Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Calcule los moles de Cl2, los gramos de MnCl2 y las molculas de agua obtenidas.

25- Cuando reaccionan 0,21 g de una muestra que contiene cobre con la cantidad necesaria de cido sulfrico, se obtienen 38 ml de SO2 en CNTP.

Cu + 2H2SO4 SO2 + CuSO4 + 2H2O

Calcule la pureza de la muestra de cobre.

26- Se hacen reaccionar 5 g de una muestra de CaCO3 con la cantidad adecuada de cido clorhdrico, obtenindose 4,80 g de CaCl2. Calcule: a) la pureza de la muestra en CaCO3, b) la cantidad en moles de cido clorhdrico que reaccion y los ml (en CNTP) de CO2 obtenidos.Reactivo limitante. Rendimiento de reacciones.

1- Dada la siguiente reaccin:

Calcular:

a) los gramos de sal producidos a partir de 1 mol de Al con exceso de cido.

b) los gramos de sal producidos al mezclar 2 moles de Al con 1 mol de cido.

2- Se hacen reaccionar 10 g de hidrxido de sodio con 10 g de cido clorhdrico para dar cloruro de sodio y agua:

a) cuntos moles y gramos de NaCl (halita o sal gema) se obtendrn?

b) cuntos moles de hidrxido de sodio reaccionarn? y cuntos de cido clorhdrico?

3- El amonaco (NH3) es un gas incoloro de olor sofocante y se forma, en la naturaleza, por descomposicin de la materia orgnica nitrogenada. Existe un procedimiento en la industria para su obtencin que responde a la siguiente ecuacin:

a) equilibrar la ecuacin

b) si reaccionaron 0,5 moles de N2 y 20 litros de H2 medidos en CNTP, para producir NH3, calcular cuntos gramos de NH3 se obtuvieron.

c) calcular cuntos gramos del reactivo en defecto habr que agregar para que reaccione completamente el reactivo en exceso.

d) Cul ser la cantidad de NH3 obtenida si las cantidades del inciso b, reaccionan con un rendimiento del 70%?

e) Compare los resultados de los incisos b) y d) y saque conclusiones.

4- Dada la siguiente reaccin:

a) cuntos gramos de sal se obtienen si se hacen reaccionar 10 g de Cu de 90% de riqueza con 30 g de cido de 98% de riqueza, si la reaccin tiene un rendimiento del 85%?

b) qu volumen de SO2 en CNTP se obtienen?

c) cuntos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?

5- Se mezclan 0,5 moles de H3PO4 con 0.66 moles de Cr(OH)3:

a) plantear y equilibrar la ecuacin

b) calcular los moles y gramos de sal obtenida

c) cuntos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?

6- Cuntos gramos y molculas de cada reactivo se necesitan para obtener 0,2 moles de CaCO3 (calcita) segn la siguiente reaccin:

7- Una muestra de CaCl2 y NaCl mezclados provenientes de una salina pesan 2,11 g. La mezcla se disuelve en agua y reacciona con Na2CO3 precipitando todo el calcio como CaCO3. Este slido se calienta y descompone en CaO. El peso final del CaO es de 0,05 g. Qu proporcin de peso de la muestra original era CaCl2?

8- Se hacen reaccionar 10 g de Zn de 90% de riqueza con 13 g de H2SO4 de 98%

a) calcular los moles y gramos de sal obtenida.

b) los gramos del reactivo en exceso que quedaron sin reaccionar.

9- El Cl2 se obtiene en el laboratorio a travs de la reaccin

HCl + MnO2 Cl2 + MnCl2 + H2O

Si el rendimiento de la reaccin es del 85% y se obtuvieron 6,023.1022 molculas de Cl2, cuntos gr de muestra de dixido de manganeso de 65% de pureza se necesitaron para la reaccin? Si se hicieron reaccionar 20 gr de muestra de HCl, cul ser su pureza?

Problemas Adicionales

1- El SO3 que proviene de una emanacin volcnica reacciona con calcita (CaCO3) en determinadas condiciones formando anhidrita (CaSO4). Indique qu cantidad de caliza se requerir para extraer totalmente el SO3 de 10 litros de una mezcla de gases si se encuentra en una proporcin del 2% , siendo la pureza de la caliza del 85% .

2- Dada la siguiente reaccin:

Calcular:

a) los moles de NaNO3 (nitro de Chile) obtenidos al mezclar 15 g de NaCl con 30 g de AgNO3.

b) los gramos de AgCl obtenidos al mezclar 9 g de NaCl con 30 g de AgNO33- Dada la siguiente reaccin

Si se hacen reaccionar 100 gr de hierro con un exceso de cido y se obtienen 200 gr de sal, cul es el rendimiento de la obtencin?

4- Para obtener SO3 se mezclan 18 gr de S del 90% de pureza y 0,25 moles de O2. Luego de la reaccin se obtienen 7 gr de producto. Cul es el rendimiento de la reaccin?

5- El carburo de silicio (SiC) se obtiene calentando SiO2 y C de acuerdo a la siguiente reaccin:

SiO2 + 3C ( SiC + 2CO

Si se hacen reaccionar 0,04 moles de SiO2 y 4,0 g de C, indique:

a) cual es el reactivo limitante y cual es el que est en exceso.

b) la masa en gramos de SiC y el nmero de molculas de CO obtenidas.

c) cuantos moles del reactivo en exceso quedan sin reaccionar.

6- Se hacen reaccionar 10 g de CaCO3 con 0,025 moles de HBr para dar bromuro de calcio, agua y dixido de carbono. Indique:

a) cual es el reactivo limitante y cual es el que est en exceso.

b) los moles y gramos de bromuro de calcio obtenido.

c) las molculas y litros (en CNTP) de dixido de carbono obtenido.

d) los gramos del reactivo en exceso despus de la reaccin.

7- Se mezclan 0,76 moles de cido fosfrico con 63 g de xido de hierro II. Considerando que se forma la sal neutra calcule:

a. Cuantos g de sal se formaron?

b. Cuntas molculas del xido reaccionaron?

c. Cuntos gramos del reactivo en defecto hay que agregar para que reaccione totalmente el reactivo en exceso?

8- Se hacen reaccionar 8,5 g de H2SO4 con 1,8 moles de zinc. Al producirse la reaccin se forma H2 y ZnSO4. Calcular: a) Los gramos y moles de la sal que se forman; b) La masa, en gramos, del reactivo en exceso que quedan sin reaccionar; c) La masa de reactivo que se encuentra en defecto que se debe agregar para que reaccione completamente el otro reactivo; d) En cunto vara la masa de la sal al reaccionar las cantidades del inciso anterior?

9- El Cl2 reacciona con hidrxido de sodio para dar cloruro de sodio, hipoclorito de sodio y agua. Se mezclan 7,5 g de cloro y 0,8 moles de hidrxido. Calcular: a) Los gramos de cada sal que se forma en la reaccin; b) El nmero de molculas del reactivo en exceso que no reaccionaron; c) El nmero de moles de reactivo en defecto que debe agregar para que reaccione completamente el otro reactivo; d) Qu aumento de masa en cada producto se producir?

10- Para la siguiente reaccin: MnO2 + 4 HCl ( Cl2 + MnCl2 + 2 H2O

Calcular: a) Los moles de cido necesarios para reaccionar con 2,8 g de un mineral con 88% de pureza en MnO2; b) Los gramos, molculas y litros (en CNTP) de cloro que se obtendrn en el caso anterior.

11- El alcohol etlico (C2H5OH) se puede obtener a partir de la fermentacin de la glucosa (C6H12O6), segn la reaccin: C6H12O6(ac) ( C2H5OH(ac) + CO2(g)a. Cuntos g de una muestra de 90% de pureza en glucosa deben utilizarse para obtener 450 g de etanol?

b. Cuntos litros (en CNTP) de CO2 se producirn en estas condiciones.

12- El Fe se puede obtener por reaccin del FeO con C de acuerdo a:

2 FeO + C ( 2 Fe + CO2

a) Cuantos gramos de Fe se forman cuando reaccionan 8,00 g de una muestra de 80% de pureza en FeO de y 4,50 g de una muestra de 70% de pureza en C?

b) Suponiendo que las impurezas son inertes, calcule la masa total de muestra que queda sin reaccionar.

13- Cuando reaccionan 0,21 g de una muestra que contiene cobre con la cantidad necesaria de cido sulfrico de acuerdo a: Cu + 2H2SO4 ( SO2 + CuSO4 + 2H2O, se obtienen 38 ml de SO2 en CNTP. Calcule la pureza de la muestra en cobre.

14- Se hacen reaccionar 5,00 g de una muestra de CaCO3 con la cantidad adecuada de cido clorhdrico, obtenindose 4,80 g de CaCl2. Calcule: a) la pureza de la muestra en CaCO3, b) la cantidad en moles de cido clorhdrico que reaccion y los ml (en CNTP) de CO2 obtenidos.

15- Se hacen reaccionar 10,5 g de hidrxido de magnesio con la cantidad necesaria HCl. Cuntos gramos y molculas de cloruro de magnesio se obtendrn si el rendimiento de la reaccin es del 100%? Y si el rendimiento fuera del 75%?

16- Se mezclan 2,5 moles de H2 con 25 g de N2 de modo de obtener NH3. Calcule los gramos y moles de amonaco que se obtendran si el rendimiento de la reaccin fuera del 85%.

17- Una de las formas de obtener Si ultrapuro es mediante la hidrogenacin de un haluro a altas temperaturas: SiCl4 + 2H2 ( Si + 4 HCl. Cuando se hacen reaccionar 500 g de SiCl4 se obtienen 75,4 g de Si. Calcule: a) el rendimiento de la reaccin, b) los gramos de HCl obtenidos.

18- Dada la siguiente reaccin: Fe + H2SO4 ( FeSO4 + H2 , cuando reaccionan 120 g de una muestra con 80% de pureza en Fe con un exceso de cido se obtienen 200 g de la sal. Cul es el rendimiento de la reaccin?

19- El Cl2 se obtiene en el laboratorio mediante la reaccin:

4 HCl + MnO2 ( Cl2 + MnCl2 + 2 H2O

Si el rendimiento de la misma es del 85%, calcular: a) Cuntos moles de MnO2 se necesitan para obtener 100 g de Cl2. b) Cuantos gramos de MnCl2 se producirn.

20- El paso final de la obtencin de tungsteno o wolframio (W) consiste en la reaccin de un xido con hidrgeno: WO3 + H2 ( W + H2O. La reaccin tiene un rendimiento del 75%. Calcule los moles de H2 y los gramos de una muestra de pureza 83% en WO3 necesarios para obtener 1 kg de W.

21- En una reaccin entre 10 g de una muestra que contiene Fe2O3 y suficiente cantidad de carbn se obtienen 2,5 g de hierro y se libera CO2. a) Calcule la pureza de la muestra si el rendimiento de la reaccin fue del 100%. b) Repita el clculo con un rendimiento del 85%. c) Calcule la masa de una muestra que contiene carbn al 65% de pureza necesaria para obtener 2,5 g de hierro, sabiendo que la reaccin tiene un rendimiento del 85%.

22- Se hacen reaccionar 10 g de una muestra con un 90% de pureza en CaCO3 y 20 g de otra muestra con un 85% de pureza en HBr de modo de obtener bromuro de calcio, agua y dixido de carbono.

a. Si se obtienen 15,5 gramos de bromuro de calcio, calcule el rendimiento de la reaccin.

b. Cuntos moles de dixido de carbono se habrn obtenido?

c. Calcule la masa de muestra del reactivo en defecto que debera agregarse de modo tal que se consuma completamente el reactivo en exceso.

23- Cuntos gramos de una muestra conteniendo KClO3 al 75% de pureza deber descomponerse trmicamente para obtener 2 g de KCl si la reaccin tiene un rendimiento del 85%? Teniendo en cuenta que el O2 es un gas y que no permanece en el sistema, determine en cunto habr cambiado la masa del mismo luego de la reaccin.

24- El mineral ms importante de Cr es la cromita (FeCr2O4), la reaccin de la misma con C permite obtener una aleacin de ferrocromo de acuerdo a:

FeCr2O4 + 4 C ( Fe + 2 Cr + 4 CO.

Una masa de 55,0 g de una muestra de cromita, de pureza desconocida, se hace reaccionar con una muestra conteniendo C. Si se obtienen 8,5 g de Fe con un rendimiento de la reaccin de 85%, calcular: a) la pureza de la muestra de cromita, b) el volumen de CO obtenido (en CNPT), c) la cantidad de muestra con 78% de pureza en C necesaria para la reaccin.

25- Se hace reaccionar el Cu presente en 0,850 g en una muestra de mineral mediante el agregado en exceso de cido ntrico, y se obtienen 0,18 l de NO(g) medidos en CNTP y Cu(NO3)2, de acuerdo a la reaccin:

3Cu + 8HNO3 2NO + 3Cu(NO3)2 + 4H2O

Sabiendo que el rendimiento de esta reaccin es igual al 80%, calcular: a) el porcentaje de Cu que contiene el mineral, b) la mnima cantidad de molculas de cido que se deben utilizar para que reaccione el Cuo.

26- Se hacen reaccionar 8 moles de HCl con 100 g de MnO2 de 90 % de pureza de acuerdo a la siguiente reaccin:

4HCl + MnO2 Cl2 + MnCl2 + 2H2O

a. Si el rendimiento de la reaccin es del 85 %, calcule los moles de Cl2 y las molculas de agua obtenidas.

b. Repita el clculo si ahora agrega 120 g adicionales del reactivo en defecto.

27- Se hacen reaccionar 110 g de NH4Cl 80% de pureza con 103 g de CaO 90% de pureza.

NH4Cl + CaO CaCl2 + NH3 + H2O

a. Calcule el rendimiento de la reaccin si se obtienen 20 g amonaco.

b. El nmero de moles del reactivo en exceso.

28- Cuando reaccionan 0,21 g de una muestra que contiene cobre con 0,70 g de cido sulfrico, se obtienen 38 ml de SO2 en CNTP. Si el rendimiento de la reaccin fue solo del 70 %, calcule:

a. La pureza de la muestra original.

b. el rendimiento de la reaccin para que con las mismas cantidades de dicha muestra de cobre y de cido sulfrico, se forman 50 ml del gas en CNTP.

Cu + 2H2SO4 SO2 + CuSO4 + 2H2O

30- Calcular los moles y gramos de cido fosfrico necesarios para obtener: a) 20 g de dihidrgeno fosfato de calcio.

b) 1,2x1022 molculas de monohidrgeno fosfato de calcio.

c) 0,45 moles de fosfato de aluminio.

d) 0,45 moles de monohidrgeno fosfato de aluminio.

e) 0,78 moles de fosfato frrico.

31- Se mezclan 5,0 g de H3PO4 con 3,5 g de Ca(OH)2 del 83% de pureza. a) Calcule los moles de cada reactivo que habrn reaccionado cuando se forma la sal neutra b) Cuntas moles de reactivo no reaccionarn? Cuntos gramos y moles de sal se formarn? c) Repita los clculos para el caso de obtenerse la sal monohidrogenada.

32- Se hacen reaccionar 3,5 moles de Al(OH)3 con 1,95 g de cido carbnico de modo de obtener la sal neutra. La reaccin tiene un rendimiento del 75%. Calcule: a) moles de cada reactivo que reaccionarn. b) moles de cada producto que se formarn. c) moles y gramos del reactivo en defecto que se deben agregar para que el otro reaccione completamente.

33- Se mezclan 0,5 moles de Cr(OH)3 con 120 g de cido fosfrico. Calcule el nmero de moles y gramos obtenidos en caso de obtenerse la sal neutra, la sal monohidrogenada y la sal dihidrogenada.

34- Se hacen reaccionar 0,065 moles de un cido triprtico con 5,8 g de hidrxido de calcio obtenindose la sal neutra con un rendimiento del 95%.

a. Calcule los moles y gramos de sal obtenidos

c. Si se forma la sal dihidrogenada, que masa de sal se formar?

35- El Zn y el Al reaccionan con el HCl dando ZnCl2 y AlCl3. Si 1,0 g de una mezcla que slo contiene Al y Zn al reaccionar con el cido liberan 0,04 moles de H2 Cul es el porcentaje de ambos metales en la muestra original?

36- A una muestra de 1,540 g de una aleacin de Zn y Sn se la hizo reaccionar con F2 para dar 2,489 g de SnF2 y ZnF2. Determine la composicin de cada metal en la aleacin.

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