Este documento presenta la solución a 8 problemas de estequiometría química. Cada problema presenta una reacción química y solicita calcular cantidades como masas, volúmenes y moles de sustancias involucradas en la reacción. Las soluciones muestran el desarrollo paso a paso utilizando la ley de conservación de masa y moles para determinar las cantidades solicitadas.

1. Química
Estequiometría
Sustancias reaccionantes. Productos de la reacción. Equilibrio y balance de reacciones químicas. Problemas
resueltos
Estequeometría
Resolver los siguientes problemas:
Problema n° 1) ¿Qué masa de ácido sulfúrico se podrá obtener a partir de 250 g de azufre 98 % de pureza?.
Ver solución del problema n° 1
Problema n° 2) ¿Qué masa de óxido resulta necesaria para obtener 3150 g de ácido nítrico?, ¿cuántos moles
de agua reaccionan?.
Ver solución del problema n° 2
Problema n° 3) Se hacen reaccionar 5,5 litros de oxígeno medidos en CNPT con cantidad suficiente de
nitrógeno, calcular:
a) Los moles de nitrógeno que reaccionan.
b) Volumen de nitrógeno necesario.
c) Número de moléculas del compuesto formado, sabiendo que se obtiene anhídrido nítrico.
Ver solución del problema n° 3
Problema n° 4) Se quieren preparar 3000 kg de amoníaco a partir de la reacción:
N2 + 3.H2 → 2.NH3
Calcular:
a) Volumen de nitrógeno medido en CNPT necesarios.
b) Masa de hidrógeno necesaria.
Ver solución del problema n° 4
Problema n° 5) Se quieren obtener 15 litros de dióxido de carbono (CNPT) según la reacción:
Na2CO3 + 2.HCl → CO2 + H2O + 2.NaCl
Calcular:
a) Volumen de solución de HCl 38 % p/p (δ = 1,19 g/cm³) necesario.
b) Masa de Na2CO3 necesaria.
c) Masa de NaCl que se forma.
Ver solución del problema n° 5
Problema n° 6) El cobre reacciona con el ácido sulfúrico según la ecuación:
2.H2SO4 + Cu → SO2 + CuSO4 + 2.H2O
Si se tienen 30 g de cobre y 200 g de H2SO4, calcular:
a) ¿Qué reactivo está en exceso y en qué cantidad?.
b) Número de moles de SO2 que se desprenden.
c) Masa de CuSO4 que se forma.
Ver solución del problema n° 6

2. Problema n° 7) El ácido bromhídrico y el ácido sulfúrico reaccionan según la ecuación:
H2SO4 + 2.HBr → SO2 + Br2 + 2.H2O
Si reaccionan 3 moles de H2SO4, calcular:
a) Masa de HBr necesaria.
b) Número de moles de Br2 formados, sabiendo que la reacción tiene un rendimiento del 90 %.
c) Volumen de SO2 que se desprende simultáneamente (medidos en CNPT).
Ver solución del problema n° 7
Problema n° 8) Cuando se trata el cobre con ácido nítrico se produce una reacción según la ecuación:
8.HNO3 + 3.Cu → 3.Cu(NO3)2 + 2.NO + 4.H2O
Calcular:
a) ¿Cuántos gramos de ácido nítrico reaccionarán con 200 g de cobre.
b) ¿Qué peso de sal cúprica se obtendrá?.
Ver solución del problema n° 8
En todos los ejercicios de estequeometría proceder de
la siguiente forma:
Primero escribir la ecuación de formación y equilibrarla (balanceo).
Luego calcular los pesos de cada sustancia según los moles que intervienen, la suma de los pesos a la izquierda
de la flecha debe ser igual a la suma de los pesos a la derecha de la flecha.
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 1
Problema n° 1) ¿Qué masa de ácido sulfúrico se podrá obtener a partir de 250 g de azufre 98 % de pureza?.
Desarrollo
La ecuación de formación del trióxido de azufre es la siguiente:
2.S + 3.O2 → 2.SO3
2.32,064 g
64,128 g
+
+
3.(2.15,9994 g)
95,9964 g
=
=
2.(32,064 g + 3.15,9994 g)
160,1244 g
Mediante regla de tres simple calculamos que masa de azufre puro interviene:
100 % → 250 g de S
98 % → m azufre = (98 %).(250 g de S):(100 %)
mazufre = 245 g de azufre puro.
Con éste resultado y mediante regla de tres simple calculamos la masa de trióxido de azufre obtenido:
64,128 g de S → 160,1244 g de SO3
245 g de S → m trióxido de azufre = (245 g de S).(160,1244 g de SO3):(64,128 g de S)
mtrióxido de azufre = 611,7527 g de SO3 puro.
Luego la ecuación de formación del ácido sulfúrico es la siguiente:
SO3 + H2O → H2SO4
32,064 g + 3.15,9994 g
80,0622 g
+
+
2.1,00797 g + 15,9994 g
18,01534 g
=
=
2.1,00797 g + 32,064 g + 4.15,9994 g
98,07754 g
Con el valor de mtrióxido de azufre y mediante regla de tres simple calculamos la masa de ácido sulfúrico obtenido:

3. 80,0622 g de SO3 → 98,07754 g de H2SO4
611,7527 g de SO3 → m ácido sulfúrico
mácido sulfúrico = (611,7527 g de SO3).(98,07754 g de H2SO4):(80,0622 g de SO3)
mácido sulfúrico = 749,4074 g de H2SO4 puro.
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 2
Problema n° 2) ¿Qué masa de óxido resulta necesaria para obtener 3150 g de ácido nítrico?, ¿cuántos moles
de agua reaccionan?.
Desarrollo
La ecuación de formación del ácido nítrico es la siguiente:
N2O5 + H2O → 2.HNO3
2.14,0067 g + 5.15,9994 g
108,0104 g
+
+
2.1,00797 g + 15,9994 g
18,01534 g
=
=
2.(1,00797 g +14,0067 g + 3.15,9994 g)
126,0257 g
Mediante regla de tres simple calculamos que masa de óxido nítrico necesaria:
126,0257 g de HNO3 → 108,0104 g de N2O5
3150 g de HNO3 → m óxido nítrico = (3150 g de HNO3).(108,0104 g de N2O5):(126,0257 g de HNO3)
móxido nítrico = 2699,7085 g de N2O5
Para calcular los moles lo hacemos de igual manera:
126,0257 g de HNO3 → 1 mol de H2O
3150 g de HNO3 → mol agua = (3150 g de HNO3).(1 mol de H2O):(126,0257 g de HNO3)
mol agua = 25 moles de agua.
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 3
Problema n° 3) Se hacen reaccionar 5,5 litros de oxígeno medidos en CNPT con cantidad suficiente de
nitrógeno, calcular:
a) Los moles de nitrógeno que reaccionan.
b) Volumen de nitrógeno necesario.
c) Número de moléculas del compuesto formado, sabiendo que se obtiene anhídrido nítrico.
Desarrollo
La ecuación de formación del anhídrido nítrico es la siguiente:
5.O2 + 2.N2 → 2.N2O5
5.2.15,9994 g
159,994 g
+
+
2.2.14,0067 g
56,0268 g
=
=
2.(2.14,0067 g + 5.15,9994 g)
216,0208 g
Recordemos que en CNPT el volumen que ocupa un mol de gas es 22,4 litros, por lo tanto:
5.O2 + 2.N2 → 2.N2O5
5.22,4 litros
112 litros
+
+
2.22,4 litros
44,8 litros
=
=
2.22,4 litros
44,8 litros
a) Para calcular los moles nitrógeno:

4. 112 litros de O2 → 2 moles de N2
5,5 litros de O2 → mol nitrógeno = (5,5 litros de O2).(2 moles de N2):(112 litros de O2)
mol nitrógeno = 0,0981 mol de N2
b) Para calcular el volumen nitrógeno:
112 litros de O2 → 44,8 litros de N2
5,5 litros de O2 → V nitrógeno = (5,5 litros de O2).(44,8 litros de N2):(112 litros de O2)
Vnitrógeno = 2,2 litros de N2
c) Recordemos que en un mol hay 6,02.1023
moléculas, luego:
112 litros de O2 → 6,02.1023
moléculas de N2O5
5,5 litros de O2 → moléculas de N2O5 = (5,5 litros de O2).(6,02.1023
moléculas de N2O5):(112 litros de O2)
moléculas óxido nítrico = 5,9622
moléculas de N2O5
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 4
Problema n° 4) Se quieren preparar 3000 kg de amoníaco a partir de la reacción:
N2 + 3.H2 → 2.NH3
Calcular:
a) Volumen de nitrógeno medido en CNPT necesarios.
b) Masa de hidrógeno necesaria.
Desarrollo
La ecuación de formación del anhídrido nítrico es la siguiente:
N2 + 3.H2 → 2.NH3
2.14,0067 g
28,0134 g
+
+
3.2.1,00797 g
6,04782 g
=
=
2.(14,0067 g + 3.1,00797 g)
34,06122 g
Recordemos que en CNPT el volumen que ocupa un mol de gas es 22,4 litros, por lo tanto:
N2 + 3.H2 → 2.NH3
22,4 litros
22,4 litros
+
+
3.22,4 litros
67,2 litros
=
=
2.22,4 litros
44,8 litros
a) Si 3.000 kg de amoníaco = 3.000.000 g, para calcular el volumen nitrógeno medido en CNPT:
34,06122 g de NH3 → 22,4 litros de N2
3.000.000 g de NH3 → V nitrógeno = (3.000.000 g de NH3).(22,4 litros de N2):(34,06122 g de NH3)
Vnitrógeno = 1.972.918,17 litros de N2
b) Para calcular la masa hidrógeno:
34,06122 g de NH3 → 6,04782 g de H2
3.000.000 g de NH3 → m hidrógeno = (3.000.000 g de NH3).(6,04782 g de H2):(34,06122 g de NH3)
mhidrógeno = 532.672,053 g de H2 = 532,67 kg de H2
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 5
Problema n° 5) Se quieren obtener 15 litros de dióxido de carbono (CNPT) según la reacción:

5. Na2CO3 + 2.HCl → CO2 + H2O + 2.NaCl
Calcular:
a) Volumen de solución de HCl 38 % p/p (δ = 1,19 g/cm³) necesario.
b) Masa de Na2CO3 necesaria.
c) Masa de NaCl que se forma.
Desarrollo
La ecuación estequeométrica es la siguiente:
Na2CO3 + 2.HCl → CO2 + H2O + 2.NaCl
2.23 g + 12 g + 3.16 g
106 g
+
+
2.(1 g + 35,5 g)
73 g
=
=
12 g + 2.16 g
44 g
+
+
2.1 g + 16 g
18 g
+
+
2.(23 g + 35,5 g)
117 g
a) Para calcular el ácido clorhídrico:
22,4 litros de CO2 → 73 g de HCl
15 litros de CO2 → m HCl = (15 litros de CO2).(73 g de HCl):(22,4 litros de CO2)
mHCl = 48,88 g de HCl puro.
Para calcular el volumen de solución de HCl 38 % p/p:
38 % → 48,88 g
100 % → m solución = (100 %).(48,88 g):(38 %)
msolución = 128,63 g
Si δ = m/V ⇒ V = m/ δ
V = (128,63 g)/(1,19 g/cm³)
V = 108,1 cm³
b) Para calcular la masa de Na2CO3:
22,4 litros de CO2 → 106 g de Na2CO3
15 litros de CO2 → m carbonato de sodio = (15 litros de CO2).(106 g de Na2CO3):(22,4 litros de CO2)
mcarbonato de sodio = 71 g de Na2CO3
c) Para calcular la masa de NaCl:
22,4 litros de CO2 → 117 g de NaCl
15 litros de CO2 → m cloruro de sodio = (15 litros de CO2).(117 g de NaCl):(22,4 litros de CO2)
mcloruro de sodio = 78,35 g de NaCl
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 6
Problema n° 6) El cobre reacciona con el ácido sulfúrico según la ecuación:
2.H2SO4 + Cu → SO2 + CuSO4 + 2.H2O
Si se tienen 30 g de cobre y 200 g de H2SO4, calcular:
a) ¿Qué reactivo está en exceso y en qué cantidad?.
b) Número de moles de SO2 que se desprenden.
c) Masa de CuSO4 que se forma.

6. Desarrollo
La ecuación estequeométrica es la siguiente:
2.H2SO4 + Cu → SO2 + CuSO4 + 2.H2O
2.(2.1 g + 32 g + 4.16 g)
196 g
+
+
63,5 g
63,5 g
=
=
32 g + 2.16 g
64 g
+
+
63,5 g + 32 + g 4.16 g
159,5 g
+
+
2.(2.1 g + 16 g)
36 g
a) Para calcular el reactivo que está en exceso comenzamos por cualquiera de los involucrados:
63,5 g de Cu → 196 g de H2SO4
30 g de Cu → m ácido sulfúrico = (30 g de Cu).(196 g de H2SO4):(63,5 g de Cu)
mácido sulfúrico = 92,6 g de H2SO4
El ácido sulfúrico está en exceso y en la cantidad de:
200 g de H2SO4 - 92,6 g de H2SO4 = 107,4 g de H2SO4
A partir de acá tomamos como dato los 30 g de Cu.
b) El número de moles de SO2 que se desprenden será:
63,5 g de Cu → 1 mol de SO2
30 g de Cu → m dióxido de azufre = (30 g de Cu).(1 mol de SO2):(63,5 g de Cu)
mdióxido de azufre = 0,47 mol de SO2
c) la masa de CuSO4 será:
63,5 g de Cu → 159,5 g de CuSO4
30 g de Cu → m sulfato cúprico = (30 g de Cu).(159,5 g de CuSO4):(63,5 g de Cu)
msulfato cúprico = 75,35 g de CuSO4
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 7
Problema n° 7) El ácido bromhídrico y el ácido sulfúrico reaccionan según la ecuación:
H2SO4 + 2.HBr → SO2 + Br2 + 2.H2O
Si reaccionan 3 moles de H2SO4, calcular:
a) Masa de HBr necesaria.
b) Número de moles de Br2 formados, sabiendo que la reacción tiene un rendimiento del 90 %.
c) Volumen de SO2 que se desprende simultáneamente (medidos en CNPT).
Desarrollo
Problema n° 7) la ecuación estequeométrica es la siguiente:
H2SO4 + 2.HBr → SO2 + Br2 + 2.H2O
2.1 g + 32 g + 4.16 g
98 g
+
+
2.(1 g + 80 g)
162 g
=
=
32 g + 2.16 g
64 g
+
+
2.80 g
160 g
+
+
2.(2.1 g + 16 g)
36 g
a) la masa de HBr será:
1 mol de H2SO4 → 162 g de HBr
3 mol de H2SO4 → m ácido bromhídrico = (3 mol de H2SO4).(162 g de HBr):(1 mol de H2SO4)
mácido bromhídrico = 486 g de HBr
b) El número de moles de Br2 formados al 100 %:

7. 1 mol de H2SO4 → 1 mol de Br2
3 mol de H2SO4 → mol bromo = (3 mol de H2SO4).(1 mol de Br2):(1 mol de H2SO4)
mol bromo = 3 mol de Br2 al 100 % de rendimiento.
mol bromo 90 % = mol bromo .0,90 = 0,9.3 mol de Br2 = 2,7 mol de Br2
c) El volumen de dióxido de azufre es:
1 mol de H2SO4 → 64 g de SO2 = 22,4 litros de SO2
3 mol de H2SO4 → V dióxido de azufre = (3 mol de H2SO4).(22,4 litros de SO2):(1 mol de H2SO4)
Vdióxido de azufre = 67,2 litros de SO2
Estequiometría: Solución del ejercicio n° 8
Problema n° 8) Cuando se trata el cobre con ácido nítrico se produce una reacción según la ecuación:
8.HNO3 + 3.Cu → 3.Cu(NO3)2 + 2.NO + 4.H2O
Calcular:
a) ¿Cuántos gramos de ácido nítrico reaccionarán con 200 g de cobre.
b) ¿Qué peso de sal cúprica se obtendrá?.
Desarrollo
La ecuación estequeométrica es la siguiente:
8.HNO3 + 3.Cu → 3.Cu(NO3)2 + 2.NO + 4.H2O
8.(1 g + 14 g + 3.16 g)
504 g
+
+
3.63,5 g
190,5 g
=
=
3.(63,5 g + 2.(14 g + 3.16 g))
562,5 g
+
+
2.(14 g + 16 g)
60 g
+
+
4.(2.1 g + 16 g)
72 g
a) la masa de ácido nítrico será:
190,5 g de Cu → 504 g de HNO3
200 g de Cu → m ácido nítrico = (200 g de Cu).(504 g de HNO3):(190,5 g de Cu)
mácido nítrico = 529,13 g de HNO3
b) la masa de nitrato cúprico será:
190,5 g de Cu → 562,5 g de Cu(NO3)2
200 g de Cu → m nitrato cúprico = (200 g de Cu).(562,5 g de Cu(NO3)2):(190,5 g de Cu)
mnitrato cúprico = 590,55 g de Cu(NO3)2