Ejercicios de clculos estequiomtricos.

1) En un alto horno, el mineral de hierro Fe2O3 se convierte en hierro mediante la reaccin: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) -----> 2 Fe (l) + 3 CO2 (g) a) Cuntos moles de monxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro? b) Cuntos moles de CO2 se desprenden por cada 10 moles de hierro formado? Solucion:a) 20mol FE * 3mol CO / 2mol Fe = 30 mol de COb) 10mol FE * 3CO2 / 2mol Fe = 15 mol de CO22) Carbonato de calcio se descompone por la accin del calor originando xido de calcio y dixido de carbono. a) Formula la reaccin que tiene lugar y ajstala. b) Calcula qu cantidad de xido de calcio se obtiene si se descompone totalmente una tonelada de carbonato de calcio. Solucin: a)CaCO3 + calor--->CaO + CO2

b)1 tonelada=1000 kg

CaCO3=40 + 12 + 316=100CaO=40 +16=56En la reaccin 100 kg de CaCO3 producen 56 kg de CaO

1000 kg CaCO3 x (56 kg CaO/100kg CaCO3)=(1000*56)/100=560 kg CaO 3) Qu cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dixido de manganeso con exceso de HCl segn la siguiente reaccin? MnO2 + 4 HCl ---> MnCl2 + 2 H2O + Cl2 Solucin:Segun la estequiometria sabes que con 1 mol de MnO2 se obtiene 1 mol de Cl2

1 mol MnO2 = 86,93 g/mol1 mol Cl2 = 71 g/mol

ahora que sabes la masa/mol de cada sustancia solamente queda hacer una regla de 3

Si 86.93 g/mol de MnO2, forman 71 g/mol de Cl2 -----> cuantos g formaran 80 g de MnO2???

86,93 ----------> 7180 ------------> X = 65.33 g de Cl2

4) La sosa custica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reaccin del NaCO3 con cal apagada, Ca(OH)2. Cuntos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na2CO3 con Ca(OH)2? Nota: En la reaccin qumica, adems de NaOH, se forma CaCO3.

Solucin:

Ca(OH)2 + Na2CO3 ----------------> CaCO3 + 2 NaOH

masa molecular del Ca(OH)2 = 74 gmasa molecular del Na2CO3 = 106 gmasa molecular del NaOH = 40 g

con 106 g de Na2CO3 ------------------ 2*40 g de NaOHcon 1.000 g de Na2CO3 ------------- 1.000*80/106 = 754,7 g de NaOH

5) Cuando se calienta dixido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monxido de carbono. La ecuacin de la reaccin es: SiO2 (s) + 3 C (s) -----> SiC (s) + 2 CO (g) Si se mezclan 150 g de dixido de silicio con exceso de carbono, cuntos gramos de SiC se formarn?Solucin:peso del SiO2 = 60 g peso del SiC = 40 g

Si con 60 g de SiO2 ------------------ 40 g de SiC con 150 g ------------------------------- x = 150*40/60 = 100 g Rsta: 100 g de SiC

6) Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO3. CaCO3 ---> CaO + CO2 Solucin: 100 %---------->200 gr solido95 %-----------> 190 gr Solido

56gr 44 gr 100 grCaO + CO2 56 gramos de Cal190 gramos de carbonato-------->106.4 gramos de Cal

Rsta: 107 g de CaO

7) La tostacin es una reaccin utilizada en metalurgia para el tratamiento de los minerales, calentando stos en presencia de oxgeno. Calcula en la siguiente reaccin de tostacin: 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%.Solucin:2 ZnS(s) + 3 O2(g) = 2 ZnO(s) + 2 SO2(g)1500 kg 65% x kg97,474 g/mol 81,408 g/mol

Como con 2 moles de sulfuro se generan 2 moles de xido se eliminan en los clculos 2/2 =1/1

x = (1500 * 65/100) * 81,408/97,474 = 814, 76 kg Rsta: 814,8 kg de ZnO

8) Qu masa, qu volumen en condiciones normales, y cuntos moles de CO2 se desprenden al tratar 205 g de CaCO3 con exceso de cido clorhdrico segn la siguiente reaccin? CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2 .Solucin: Si 100.089 g de CaCO3 ------libera------------ 44.011 g de CO2

205 g de CaCO3 -----------liberara ----------- X g de CO2x = 90.14 g de CO2

Volumen de CO2 liberado :REGLA DE TRES SIMPLE

Si 100.089 g de CaCO3 ------libera------------ 22.4 L de CO2 (en condiciones normales)205 g de CaCO3 -----------liberara ----------- x (L)X= 45.9 L

Moles de CO2 liberadoREGLA DE TRES SIMPLE

Si 44.011 g de CO2 -------equivale a ------- 1 mol de CO290.14 g de CO2 -------equivale a ------- X mol de CO2X = 2.03 moles de CO2

Rsta: 90,14 g; 45,91 litros; 2,043 moles

9) Se tratan 4,9 g de cido sulfrico con cinc. En la reaccin se obtiene sulfato de cinc e hidrgeno. a) Formula y ajusta la reaccin que tiene lugar. b) Calcula la cantidad de hidrgeno desprendido. c) Halla qu volumen ocupar ese hidrgeno en condiciones normales. Solucin:a) H2SO4 + Zn --------------> ZnSO4 + H2

b) H2SO4 = 98,07 g/mol4,9 g / 98,07 g/mol = 0,05 mol H2SO4

H2 = 2 g/mol

2 g/mol 0,05 mol = 0,1 g H2

c) 22,4 L/mol 0,05 mol = 1,12 L

Rsta: a) 0,1 g de H2 b) 1,12 litros de H2

10) Qu volumen de hidrgeno medido a 30 C y 780 mm de Hg se obtiene al tratar 130 g de Zn con exceso de cido sulfrico? Solucin: si reaccionas 130 gramos de Zn con exceso de cido sulfurico, vas a convertir totalmente el Zn a sulfato y se te producirian 3.976 g de hidrogeno de acuardo al siguiente relacin 130 g Zn x 2 g/mol H2 / 65.4 g/mol Zn. Con la cantidad de hidrogeno producido calculas las moles es decir 3.976/2 = 1.987 moles.Para calcular su volumen utilizas la ecuacin de los gases ideales PV = nRT, despejas el volumen V= nRT/P, tempertura seria 30c + 273.15 = 303.15 K, presion seria 760 mmHg = 1 Atm; con esto V = 1.987 mol * 0.08205 Atm L/ mol K * 303.15 K / 1 Atm, V = 48,18 litros. Rsta: 48,18 litros de H2

11) Tenemos la siguiente reaccin qumica ajustada: H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2Qu volumen de hidrgeno se puede obtener a partir de 10 g de Zn, si las condiciones del laboratorio son 20 C y 0,9 atm de presin? Solucin: a) Calculas los moles de Hidrgeno que se producen.65,4g Zn ----- 1mol H210g Zn -------- X= 0,15mol H2.

b) Conversin de Temperatura:K= C + 273 ===> 20 + 273= 293K

c) Frmula a Usar:P.V=n.R.T

d) Despeje de Volumen:V=n.R.T/P

e) Sustitucin y resultado:V=0,15mol x 0,082l.atm/mol.K x 293K / 0,9atmV= 3,6039l.atm / 0,9atmV= 4,08L Rsta: 4,08 litros de H2

12) El acetileno, C2H2, arde en presencia de oxgeno originando dixido de carbono y agua. a) Escribe la ecuacin qumica de la reaccin. b) Qu volumen de aire (21% O2), que se encuentra a 17 C y 750 mm de Hg, se necesita para quemar 2 kg de acetileno? Solucin:a) 2C2H2 + 5O2 ------> 4CO2 + 2H2Ob) 2kg C2H2(1000 g C2H2 /1kgC2H2)(1mol-gC2H2 /26 g C2H2)(5mol-g O2 /2mol-g C2H2)(22,4 L O2/1mol-g O2)( 100 L aire / 21 L O2)( 290 / 273)(760 / 750)= 22086 Rsta: 22086 litros de aire

13) Mezclamos 1 litro de flor con suficiente cantidad de monxido de nitrgeno, medidos ambos en condiciones normales. Cuntos gramos de FNO se formarn? La ecuacin de la reaccin que tiene lugar es F2 (g) + 2 NO (g2 FNO (g)

Solucin:F2 + 2 NO --------------> 2 FNO

masa molecular del FNO = 49 g = 1 molen CNPT 1 mol de F2 ocupa 22,4 L

22,4 L --------------- 1 mol de F21 L ------------------- 1*1/22,4 = 0,044643 moles

si 1 mol de F2 ------------------------ 2*49 g de FNO0,044643 moles --------------------- x = 0,044643*98/1 = 4,375 g de FNORsta: 4,37 g de FNO14. Al tratar una muestra de CaCO3 de 25 g de masa, (slido) con 21,9 g de HCI en disolucin.-A) Determine la masa de cloruro de calcio obtenido.-B) Calcule la cantidad de cloruro de calcio que se formar.-C) Qu masa de cido clorhdrico reaccion?-D) Determine el volumen del gas obtenido en condiciones normales.-E) Qu masa de dicho gas se obtuvo?Solucion:25g CaCO3 x 1mol CaCO3/ 100g CaCO3 =0,25 moles de CaCO321,9g HCl x 1mol HCl / 36,5g HCl = 0.6 moles de HCl

Como el numero de moles del CaCO3 es mas pequeo que el de HCl por lo tanto el primero es el reactivo limitante y el segundo esta en exceso y todos los calculos lo haremos con el primer reactivo:

A- Usando factores de conversion y teniendo en cuenta PM (CaCl2)= 111g/mol :

25g CaCO3 x 1 mol CaCO3 /100g CaCO3 x 1mol CaCl2 / 1mol CaCO3 x 111g CaCl2 / 1 molCaCl2= 27,75 g de CaCl2

B - La cantidad se refiere a la molaridad por lo tanto M= moles CaCl2 / V y como el enunciado no te dice volumen suponemos que es V=1L ( es por convenio)

25g CaCO3 x 1 mol CaCO3 /100g CaCO3 x 1mol CaCl2 / 1mol CaCO3 = 0,25 moles CaCl2

Por lo tanto:M = 0,25 moles CaCl2 / 1L = 0,25 M

C- Usando factores de conversion :

25g CaCO3 x 1 mol CaCO3 /100g CaCO3 x 2mol HCl / 1mol CaCO3 x 36,5 g HCl / 1 mol HCl =18,25g de HCl

D- Usando factores de conversion y teniendo encuenta que un gas en condiciones normales es 1mol=22,4L

25g CaCO3 x 1 mol CaCO3 /100g CaCO3 x 1mol CO2 / 1mol CaCO3 x 22,4L / 1 mol CO2 =5,6 L de CO2

E- Usando factores de conversion y teniendo encuenta que PM(CO2)=44 g/mol

25g CaCO3 x 1 mol CaCO3 /100g CaCO3 x 1mol CO2 / 1mol CaCO3 x 44g CO2 / 1 mol CO2 =11g de CO215. Al tratar una muestra de CaCO3 de 25 g de masa, (slido) con 21,9 g de HCI en disolucin. -Determine la masa de cloruro de calcio obtenido. -Calcule la cantidad de cloruro de calcio que se formar. -Qu masa de cido clorhdrico reaccion? -Determine el volumen del gas obtenido en condiciones normales. -Qu masa de dicho gas se obtuvo?

Solucin: 16. El titanio es un metal muy fuerte, ligero y resistente a la corrosin. Por estas razones se utiliza en la fabricacin de bicicletas. Se prepara a partir de la siguiente reaccin: Ti Cl4(g) + Mg (l) Ti (s) + Mg Cl2 (l)Si reaccionan 300 g de cloruro de titanio con 100g de magnesio, calcula los gramos de titanio que se obtienen de estas cantidades. Solucin: Balanceando la ecuacin: Ti Cl4(g) + 2Mg (l) Ti (s) +2 Mg Cl2 (l)190gr de TiCl4----------- 48gr de Ti300gr de TiCl4----------- X gr de TiX= 75.79gr de Ti

17.Para la siguiente reaccin: Al + Fe2O3 Al2O3 + Fe, 120 g de aluminio reaccionan con 500 g de xido de hierro (III). Calcula la masa de hierro formado y la cantidad de reactivo en exceso que queda sin reaccionar. Solucin: Balanceando la ecuacin: : 2Al + Fe2O3 Al2O3 + Fe104gr de Fe2O3-----------56gr de Fe500gr de Fe2O3-----------Xgr de FeX= 269,2 gr de Fe18.El pentxido de vanadio V2O5 reacciona con el calcio Ca para dar xido de calcio CaO y vanadio metlico V. Si reaccionan 500 g de pentxido de vanadio con 190 g de calcio cunto vanadio metlico se obtiene?. Solucin: Haciendo la ecuacin: 5 V2O5 +25Ca 25CaO + 2 V55*182gr de V2O5------------2*255 gr de V500gr de V2O5-------------X gr de VX= 280 gr de V19. El cobre reacciona con el cido sulfrico segn la ecuacin sin ajustar: H2SO4 + CuSO2 + CuSO4 + H2O Si se tienen 30 g de cobre y 200 g de H2SO4, calcular: a) Qu reactivo est en exceso y en qu cantidad?. Previamente debes ajustar la reaccin. b) Nmero de moles de SO2 que se desprenden. c) Masa de CuSO4 que se forma. Solucin: El R L es el Cu. 0,47 mol de SO2.75,35 g de CuSO4 20. Calcular la cantidad en peso y en volumen de CO2 (en CNPT) que se obtienen al tratar 380 g de carbonato de calcio con la cantidad estequiomtrica de cido clorhdrico. Calcular adems, la cantidad de cloruro de calcio formado. Nota: los reactivos son el carbonato clcico y el cido clorhdrico y los productos son el cloruro clcico, agua y dixido de carbono Solucin:167,09 g; 85,04 l; 421,37 g 21. Reaccionan 10 g de aluminio con 10 g de oxgeno, cul de los reactivos est en exceso?, cuntos gramos de xido de aluminio se forman

PM O2 = 32 gr/molPM Al2O3 =4 Al + 3 O2 ----------> 2 Al2O34(27)gr Al + 3(32) gr O2 -------> 2( 102) gr de Al2O3108 gr de Al + 96 gr O2 ---------> 204 gr Al2O3

Si 108 gr de Al gastan ------ 96 gr de O210 gr de Al gastan ------ X

X = 10 x 96 / 108

X = 8,888 gr de O2

Reactivo limitante : El Aluminio

La masa de Al2O3 formada es :

4 Al + 3 O2 -----> 2 Al2O3

10 gr de Al + 8,88 gr de O2 = 18,88 gr de Al2O3Solucin: Aluminio. 18,89 g 22. Se echan 50 g de carburo de calcio sobre agua y se obtiene acetileno (C2H2) segn el siguiente proceso: CaC2 +H2O Ca(OH)2 + C2H2 Qu cantidad de acetileno se puede lograr? Solucin:

Rsta: 20,3 g. 23. Se queman en aire 200 l de gas metano (CH4) para dar CO2 (g) y H2O (g). Si todos los gases estn en c. n. de presin y temperatura: a) Qu volumen de O2 se consumir en el proceso? b) Qu volumen de vapor de agua se obtendr? Solucin: 400 l de oxgeno para reaccionar y dan 400 l de vapor de agua en c. n. 25.El avinagramiento del vino se produce cuando el oxgeno oxida el etanol (C2H6O) para convertirlo en cido actico (C2H4O2) y agua. En cunto aumentara la masa de una botella de vino que contiene 75 g de etanol si este compuesto se convirtiera totalmente en cido actico?

Solucin:52,16 g 26.Los airbag se inflan con nitrgeno gaseoso generado por la rpida descomposicin NaN3: NaN3 (s) Na (s) + N2 (g) Si un airbag tiene un volumen de 38 l y debe llenarse con nitrgeno gaseoso a una presin de 1,5 atm y a una temperatura de 25 C, cuntos gramos de NaN3 deben descomponerse? Respuesta: 100,75 g

1. Ajusta las siguientes reacciones qumicas 1. 2 H2+ O2 2 H20 2. N2 + 3 H2 2 NH3 3. 2 H2O + 2 Na 2 Na(OH) + H2 4. 2 KClO3 2 KCl + 3 O2 5. BaO2 + 2 HCl BaCl2 + H2O2 6. H2SO4 + NaCl Na2SO4 + HCl 7. 3 FeS2 Fe3S4 + S2 8. 2 H2SO4 + C 2 H20 + 2 SO2 + CO2 9. 2 SO2 + O2 2 SO3 10. 2 NaCl 2 Na + Cl2 11. 4 HCl + MnO2 MnCl2 + 2 H20 + Cl2 12. K2CO3 + 2 C 3 CO + 2 K 13. Ag2SO4 + 2 NaCl Na2SO4 + 2 AgCl 14. NaNO3 + KCl NaCl + KNO3 15. Fe2O3 + 3 CO 3 CO2 + 2 Fe 16. Na2CO3 + H2O + CO2 2 NaHCO3 17. 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2 18. Cr2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Cr 19. 3 Ag + 4 HNO3 NO + 2 H2O + 3 AgNO3 20. CuFeS2 + 3 O2 2 SO2 + CuO + FeO 21. Na2SO4 + BaCl2 2 NaCl + BaSO4 22. 4 FeS + 7 O2 2 Fe2O3 + 4 SO2 23. 2 Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3 H2 24. 2 Al + 6 HCl 2 AlCl3 + 3 H2