reactivo_limitante-rendimientoresueltos.pdf

COLEGIO ALTOARAGÓN. HUESCA.
QUÍMICA. 2º BACH.
EJERCICIOS DE REACTIVOS LIMITANTES Y RENDIMIENTO.
1 Se hacen reaccionar 100 mL de una disolución 2 M de cloruro sódico con 150 mL de una disolución 1 M
de ácido sulfúrico.
¿Existe algún reactivo en exceso? En caso afirmativo, indíquelo y determine la cantidad del mismo que no
ha reaccionado.
Solución:
La reacción:
HCl
2
SO
Na
NaCl
2
SO
H 4
2
4
2 +
→
+
Los moles que intervienen:
4
2
3
4
2 SO
H
mol
15
,
0
L
10
150
·
L
mol
1
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
SO
H
moles
º
n =
⋅
=
=
⇒
=
⇒ −
NaCl
mol
2
,
0
L
10
·
100
·
L
mol
2
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
NaCl
moles
º
n 3
=
=
=
⇒
=
⇒ −
Por cada mol de ácido reaccionan dos moles de cloruro, es decir por cada 0,15 moles de ácido necesitamos 0,15⋅2
= 0,30 moles de cloruro que no hay (reactivo limitante), quedará entonces ácido en exceso, reaccionarán 0,2/2 = 0,1
mol, quedan 0,15 - 0,1 = 0,05 moles de ácido en exceso.
2 A partir de 11 L de flúor que reacciona con hidrógeno se obtiene ácido fluorhídrico. Si la reacción se da con
un 79% de rendimiento, ¿cuánto ácido fluorhídrico se obtendrá?
Solución:
La reacción es: HBr
2
H
Br 2
2 →
+
1 mol de bromo reacciona para dar 2 moles de ácido bromhídrico, de forma que se producirán entonces 22 litros
de ácido bromhídrico, como el rendimiento es del 79%, se producirán:
HBr
de
L
38
,
17
100
79
·
L
22 =
3 Se hacen reaccionar 45 g de carbonato cálcico con 45 g de ácido clorhídrico. Formula y ajusta la reacción
e indica cuál es el reactivo limitante.
carbonato cálcico + ácido clorhídrico→
→
→
→ cloruro cálcico + dióxido de carbono + agua
Datos: masas atómicas: Ca = 40u; C = 12u; Cl = 35,5u; H = 1u
1

Solución:
La reacción es:
O
H
CO
CaCl
HCl
2
CaCO 2
2
2
3 +
+
→
+
Los moles serán:
HCl
de
moles
23
,
1
mol
1
g
5
,
36
g
45
HCl
moles
º
n
CaCO
de
moles
45
,
0
mol
1
g
100
g
45
CaCO
moles
º
n 3
3
=
=
=
=
Por la reacción 1 mol de carbonato reacciona con 2 moles de ácido clorhídrico, entonces:
3
3
3
CaCO
de
moles
45
,
0
para
HCl
de
moles
90
,
0
x
x
CaCO
moles
45
,
0
HCl
moles
2
CaCO
moles
1
=
⇒
=
3
3
CaCO
mol
61
,
0
y
HCl
mol
23
,
1
y
HCl
mol
2
CaCO
mol
1
=
⇒
= (que no hay) para 1,23 moles HCl.
El reactivo limitante será al CaCO3.
4 Se mezclan 20 g de aluminio puro con 100 mL de HCl 4 M, cuando termine el desprendimiento de hidrógeno
¿Qué quedará en exceso, aluminio ó ácido?
Solución:
La reacción es:
2
3 H
3
AlCl
2
HCl
6
Al
2 +
→
+
Los moles que intervienen serán:
Al
de
moles
7
,
0
mol
1
g
27
g
20
Al
moles
º
n =
=
HCl
mol
4
,
0
L
10
·
100
·
L
mol
4
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
HCl
moles
º
n 3
=
=
=
⇒
=
⇒ −
En la reacción por cada mol de aluminio reacciona 3 moles de HCl, así que:
( )
HCl
mol
4
,
0
para
Al
mol
13
,
0
y
HCl
mol
4
,
0
y
HCl
mol
3
Al
mol
1
Al
mol
7
,
0
para
hay
no
que
HCl
mol
1
,
2
x
x
Al
mol
7
,
0
HCl
mol
3
Al
mol
1
=
⇒
=
=
⇒
=
Luego se agotará todo el HCl y el Al quedará en exceso: 0,7 - 0,13 = 0,57 mol de Al
5 Se mezclan 40 g de cadmio puro con 120 mL de HCl 2 M, cuando termine el desprendimiento de hidrógeno
¿Qué quedará en exceso, aluminio ó ácido?
2

Solución:
La reacción es:
2
2 H
CdCl
HCl
2
Cd +
→
+
Los moles que intervienen serán:
Cd
mol
36
,
0
mol
1
g
112
g
40
Cd
moles
º
n =
=
HCl
mol
24
,
0
L
10
·
120
·
L
mol
2
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
HCl
moles
º
n 3
=
=
=
⇒
=
⇒ −
En la reacción por cada mol de cadmio reaccionan 2 moles de HCl, así que:
HCl
de
moles
72
,
0
x
x
Cd
moles
36
,
0
HCl
moles
2
Cd
mol
1
=
⇒
= (que no hay) para 0,36 moles de Cd
HCl
moles
24
,
0
para
Cd
de
moles
12
,
0
y
HCl
moles
24
,
0
y
HCl
moles
2
Cd
moles
1
=
⇒
=
Luego se agotará todo el HCl y el Cd quedará en exceso: 0,36 - 0,12 = 0,24 mol de Cd.
6 La solubilidad del nitrato de potasio es de 155 g en 100 g de agua, a 75ºC, y de 38 g en 100 g de agua, a
25ºC, calcule la molalidad de la disolución a 25ºC.
Masas atómicas: N = 14; K = 39; O = 16
Solución:
La molalidad viene definida como:
disolvente
kg
moles
º
n
m =
A 25ºC:
m
76
,
3
kg
1
,
0
mol
1
g
101
g
38
m =
=
7 Se hacen reaccionar 250 mL de una disolución 0,5 M de hidróxido sódico con 50 mL de una disolución 1,5
M de ácido sulfúrico.
¿Existe algún reactivo en exceso? En caso afirmativo, indíquelo y determine la cantidad del mismo que no
ha reaccionado.
Solución:
La reacción:
O
H
2
SO
Na
NaOH
2
SO
H 2
4
2
4
2 +
→
+
Los moles que intervienen:
4
2
3
4
2 SO
H
mol
075
,
0
L
10
·
50
·
L
mol
5
,
1
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
SO
H
moles
º
n =
=
=
⇒
=
⇒ −
NaOH
mol
125
,
0
L
10
·
250
·
L
mol
5
,
0
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
NaOH
moles
º
n 3
=
=
=
⇒
=
⇒ −
Por cada mol de ácido reaccionan dos moles de base, es decir por cada 0,075 moles de ácido necesitamos 0,075 ⋅
2 = 0,150 moles de base que no hay (reactivo limitante), quedará entonces ácido en exceso, reaccionarán 0,125/2 =
0,0625 moles, quedan 0,075 - 0,0625 = 0,0125 moles de ácido en exceso.
3

8 Se hacen reaccionar 75 g de ácido sulfúrico con 75 g de carbonato cálcico. Formula y ajusta la reacción e
indica cuál es el reactivo limitante.
carbonato cálcico + ácido sulfúrico→
→
→
→ sulfato cálcico + dióxido de carbono + agua
Datos: masas atómicas: Ca 0 40u; C = 12u; Cl = 35,5u; H = 1u; S = 32u
Solución:
La reacción es:
O
H
CO
CaSO
SO
H
CaCO 2
2
4
4
2
3 +
+
→
+
Los moles serán:
4
2
4
2
3
3
SO
H
de
moles
76
,
0
mol
1
g
98
g
75
SO
H
moles
º
n
CaCO
de
moles
75
,
0
mol
1
g
100
g
75
CaCO
moles
º
n
=
=
=
=
Por la reacción 1 mol de carbonato reacciona con 1 moles de ácido sulfúrico, entonces:
3
4
2
3
4
2
3
CaCO
de
moles
75
,
0
para
SO
H
de
moles
75
,
0
x
x
CaCO
moles
75
,
0
SO
H
moles
1
CaCO
moles
1
=
⇒
=
3
4
2
4
2
3
CaCO
mol
76
,
0
y
SO
H
moles
76
,
0
y
SO
H
moles
1
CaCO
moles
1
=
⇒
= (que no hay) para 0,76 moles H2SO4.
El reactivo limitante será el CaCO3.
9 A partir de 14 L de cloro que reacciona con hidrógeno se obtiene ácido clorhídrico. Si la reacción se da con
un 58% de rendimiento, ¿cuánto ácido clorhídrico se obtendrá?
Solución:
La reacción es: HCl
2
H
Cl 2
2 →
+
1 mol de cloro reacciona para dar 2 moles de ácido clorhídrico, de forma que se producirán entonces 28 litros de
ácido clorhídrico, como el rendimiento es del 58%, se producirán:
HCl
de
L
24
,
16
100
58
·
L
28 =
10 Se hacen reaccionar 89 L de bromo con hidrógeno suficiente para que reaccione todo el bromo. ¿Qué
volumen de ácido bromhídrico al 30% de 1,9 g/cm3 de densidad se obtendrá?
Solución:
La reacción es: HBr
2
H
Br 2
2 →
+
En condiciones normales 1 mol de cualquier sustancia gaseosa ocupa 22,4 litros:
HBr
de
g
7
,
643
x
x
Br
L
89
HBr
g
81
·
2
Br
L
4
,
22 2
2
=
⇒
=
HBr
de
L
1
,
1
cm
2
,
1129
V
HBr
g
7
,
643
cm
g
9
,
1
·
V
HBr
g
30
disolución
g
100 3
3
=
=
⇒
=
4

11 A partir de 140 g de carbonato cálcico se obtienen, a 23ºC y 760 mm de Hg de presión, 25 L de dióxido de
carbono. ¿Cuál ha sido el rendimiento de la reacción?
Datos : masas atómicas: Ca = 40u; C = 12u; O = 16u; Cl = 35,5u; H = 1u
Solución:
La reacción ajustada es: O
H
CO
CaCl
HCl
2
CaCO 2
2
2
3 +
+
→
+
mol
4
,
1
mol
g
99
KIO
g
140
CaCO
de
mol
º
n 3
3 =
=
La relación sería: 2
3
2
3
CO
de
mol
4
,
1
x
x
CaCO
mol
4
,
1
CO
mol
1
CaCO
mol
1
=
⇒
=
El volumen que se obtendría teóricamente sería:
( )
2
CO
de
L
3
,
34
atm
1
mmHg
760
mmHg
760
K
23
273
·
K
mol
L
atm
082
,
0
·
mol
4
,
1
p
T
·
R
·
n
V
T
·
R
·
n
V
·
p =
+
=
=
⇒
=
El rendimiento será entonces:
%
73
100
L
3
,
34
L
25
R =
⋅
=
12 ¿Cuál es la molaridad de una disolución de ácido sulfúrico del 26% de riqueza y de densidad 1,19 g/mL?
Solución:
La molaridad se define como:
)
L
(
V
moles
º
n
M =
Calculamos los gramos de ácido sulfúrico que hay en 1 litro de disolución:
g
1190
mL
1000
·
mL
/
g
19
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 26% se tienen:1170 · 0,26 = 309 g de H2SO4 puro
El número de moles será: mol
15
,
3
mol
1
g
98
g
309
=
Como hemos supuesto que el volumen es de un litro la molaridad será 3,15 M.
13 Se hacen reaccionar 90 L de cloro con hidrógeno suficiente para que reaccione todo el cloro. ¿Qué
volumen de ácido bromhídrico al 20% de 1,2 g/cm3 de densidad se obtendrá?
Solución:
La reacción es: HCl
2
H
Cl 2
2 →
+
HCl
de
g
3
,
293
x
x
Cl
L
90
HCl
g
5
,
36
·
2
Cl
L
4
,
22 2
2
=
⇒
=
HCl
de
L
2
,
1
cm
1
,
1222
V
HCl
g
3
,
293
cm
g
2
,
1
V
HCl
g
20
disolución
g
100 3
3
=
=
⇒
⋅
=
5

14 A partir de 345 g de iodato potásico se obtienen, a 20 ºC y 740 mm de Hg de presión, 30 L de oxígeno.
¿Cuál ha sido el rendimiento de la reacción?
Datos : masas atómicas: I = 127 u, K = 39 u, O = 16 u
Solución:
La reacción ajustada es: 2
3 O
3
KI
2
KIO
2 +
→
mol
6
,
1
mol
g
214
KIO
g
345
KIO
de
mol
º
n 3
3 =
=
La relación molar es: 2
3
2
3
deO
mol
4
,
2
x
x
KIO
mol
6
,
1
O
mol
3
KIO
mol
2
=
⇒
=
el volumen que se obtendría teóricamente sería:
( )
2
O
de
L
1
,
64
atm
1
mmHg
760
mmHg
740
K
20
273
·
K
mol
L
atm
082
,
0
·
mol
4
,
2
p
T
·
R
·
n
V
T
·
R
·
n
V
·
p =
+
=
=
⇒
=
El rendimiento será entonces:
%
47
100
L
1
,
64
L
30
R =
⋅
=
15 La reacción de solubilidad del carbonato mediante ácido nítrico es la siguiente:
Carbonato cálcico + ácido nítrico→
→
→
→nitrato de calcio + dióxido de carbono + agua
Si reaccionan 50 g de carbonato de calcio con 200 mL de ácido nítrico 0,1 M ¿qué reactivo quedará en
exceso?
Solución:
La reacción será:
( ) O
H
CO
NO
Ca
HNO
2
CaCO 2
2
2
3
3
3 +
+
→
+
Los moles:
3
3 CaCO
mol
5
,
0
mol
1
g
100
g
50
CaCO
moles
º
n =
=
3
3
3 HNO
mol
02
,
0
L
10
·
200
·
L
mol
1
,
0
V
·
M
moles
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
HNO
moles
º
n =
=
=
⇒
=
⇒ −
Por la estequiometría de la reacción: 1 mol del carbonato reacciona con 2 moles de ácido nítrico:
( )
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
HNO
mol
02
,
0
para
CaCO
mol
01
,
0
y
HNO
mol
02
,
0
y
HNO
moles
2
CaCO
mol
1
CaCO
mol
5
,
0
para
hay
no
que
HNO
mol
1
x
x
CaCO
mol
5
,
0
HNO
moles
2
CaCO
mol
1
=
⇒
=
=
⇒
=
Luego se agotará todo el HNO3 y qeudará CaCO3 en exceso: 0,5 - 0,01 = 0,49 mol de CaCO3.
16 La solubilidad del nitrato de plata es de 55 g en 100 g de agua, a 70 ºC, y de 46 g en 100 g de agua, a 20 ºC,
calcule la molalidad de la disolución a 25 ºC.
Masas atómicas: Ag = 107,9; K = 39; O = 16
6

Solución:
La molalidad viene definida como:
disolvente
kg
moles
º
n
m =
A 20ºC:
m
28
,
0
kg
1
,
0
mol
1
g
1
,
160
g
46
m =
=
17 La reacción de solubilidad del carbonato magnésico mediante el ácido clorhídrico es la siguiente:
Carbonato magnésico + ácido clorhídrico → cloruro magnésico + dióxido de carbono + agua
Calcule cuántos mL de ácido clorhídrico 1 N son necesarios para disolver 18 mg de carbonato magnésico.
Solución:
La reacción:
)
aq
(
O
H
)
g
(
CO
)
aq
(
MgCl
)
aq
(
HCl
2
)
s
(
MgCO 2
2
2
3 +
+
→
+
La normalidad se define como :N = nº eq / V
El número de moles del carbonato:
moles
10
·
1
,
2
mol
1
g
3
,
84
g
10
·
18
moles
º
n 4
3
−
−
=
= de MgCO3
Según la estequiometría de la reacción:
HCl
eq
10
·
1
HCl
de
mol
1
HCl
de
eq
1
·
HCl
moles
10
·
1
x
HCl
moles
x
MgCO
moles
10
·
1
,
2
HCl
moles
2
MgCO
mol
1 4
4
3
4
3 −
−
−
=
=
⇒
=
El volumen necesario será:
mL
1
,
0
L
10
·
1
1
10
·
1
N
eq
º
n
V
V
eq
º
n
N 4
4
=
=
=
=
⇒
= −
−
de HCl
18 Se hacen reaccionar 30 g de nitrato de plata con 14 g de ácido clorhídrico. ¿Existe algún reactivo
limitante?
Datos: masas atómicas: Ag = 108; N = 14; O = 16; Cl = 35,5
7

Solución:
La reacción será:
3
3 HNO
AgCl
HCl
AgNO +
→
+
Los moles:
3
3 AgNO
mol
18
,
0
mol
1
g
170
g
30
AgNO
moles
º
n =
=
HCl
mol
38
,
0
mol
1
g
5
,
36
g
14
HCl
moles
º
n =
=
Por la estequiometría de la reacción: 1 mol de nitrato de plata reacciona con 1 mol de ácido clorhídrico, por lo
que:
HCl
mol
38
,
0
para
)
hay
no
que
(
AgNO
mol
38
,
0
y
HCl
mol
38
,
0
y
HCl
mol
1
AgNO
mol
1
AgNO
mol
18
,
0
para
HCl
de
mol
18
,
0
x
x
AgNO
mol
18
,
0
HCl
mol
1
AgNO
mol
1
3
3
3
3
3
=
⇒
=
=
⇒
=
Luego se agotará todo el AgNO3 y quedará HCl en exceso: 0,38 - 0,18 = 0,3 mol de HCl
El reactivo limitante será el nitrato de plata.
19 ¿Cuál es la molaridad de una disolución de ácido nítrico del 42,6% de riqueza y de densidad 1,170 g/mL?
Solución:
)
L
(
V
moles
º
n
M =
Calculamos los gramos de ácido nítrico que hay en 1 litro de disolución:
g
1170
mL
1000
·
mL
/
g
170
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 42,6% se tienen: 1170 · 0,426 = 498,4 g de HNO3 puro.
El número de moles de HNO3 es: mol
9
,
7
mol
1
g
63
g
4
,
498
=
Como hemos supuesto que el volumen es de un litro la molaridad será 7,9 M.
20 Se hacen reaccionar 59 L de flúor con hidrógeno suficiente para que reaccione todo el flúor.
¿Qué volumen de ácido fluorídrico al 28% de 1,6 g/cm3 de densidad se obtendrá?
Solución:
La reacción es: HF
2
H
F 2
2 →
+
HF
de
g
4
,
105
x
x
F
L
59
HF
g
20
·
2
F
L
4
,
22 2
2
=
⇒
=
HF
de
L
24
,
0
cm
3
,
235
V
HF
g
4
,
105
cm
g
6
,
1
V
HF
g
28
disolución
g
100 3
3
=
=
⇒
⋅
=
8

21 La combustión de 0,252g de 2,2,3-trimetilbutano produjo 338 mL de dióxido de carbono en condiciones
normales. ¿Cuál fue el rendimiento de la reacción?
Datos: Masas atómicas: C = 12; H = 1; O = 16
Solución:
La combustión completa del 2,2,3-trimetilbutano origina exclusivamente dióxido de carbono y agua (como
cualquier combustión completa de cualquier hidrocarburo)
O
H
8
CO
7
O
11
H
C 2
2
2
16
7 +
→
+
Nº mol iniciales de C7H16: mol
10
·
52
,
2
mol
g
100
g
2520
,
0
molecular
masa
masa 3
−
=
=
Según la reacción, 1 mol del hidrocarburo origina 7 moles de dióxido de carbono, entonces con los moles iniciales
se generan:
2
3
CO
de
mol
01764
,
0
10
·
52
,
2
·
7 =
−
en condiciones normales un mol de cualquier gas ocupa 22,4 L con lo que el volumen de CO2 generado ocupa el
siguiente volumen:
2
2 CO
de
mL
395
L
395
,
0
mol
1
L
4
,
22
·
CO
de
mol
01764
,
0 =
=
en el enunciado dicen que se han obtenido 338 mL de dióxido, así que:
x
338
%
100
CO
mL
395 2
=
el rendimiento ha sido del 85,6%.
22 Un trozo de una muestra que contiene aluminio reacciona exactamente con 100 mL de un ácido
clorhídrico de densidad 1,170 g/mL y que contiene el 26% en peso de HCl ¿Cuál es el porcentaje de
aluminio en la muestra?
Masa atómicas: Al = 23; Cl = 35,5; H = 1
Solución:
La reacción es:
2
3 H
3
AlCl
2
HCl
6
Al
2 +
→
+
g
117
mL
100
·
mL
/
g
170
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 26% habrán reaccionado: 117 · 0,26 = 30,42 g de HCl
Por la estequiometría de la reacción 1 mol de aluminio reacciona con 3 mol de ácido clorhídrico, con las masas
moleculares:
Al
de
g
5
,
7
x
HCl
de
g
42
,
30
x
HCl
de
g
5
,
36
·
3
Al
de
g
27
=
⇒
=
El porcentaje de aluminio en la muestra es de 7,5%.
9

23 El hidrogenocarbonato (bicarbonato) de sodio se obtienen mediante la reacción:
Amoníaco (g) + dióxido de carbono (g) + agua (l) + cloruro sódico (aq) →
→
→
→ hidorgenocarbonato sódico
(s) + cloruro amónica (aq).
Calcule cuántos litros de amoníaco, medidos a 25 ºC y 2 atm, se necesitan para preparar 1 kg de
hidrogenocarbonato sódico, suponiendo un rendimiento del 50%.
Datos: masas atómicas Na = 23 u; C = 12 u; O = 16 u; H =1 u
Solución:
La reacción ajustada es:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
aq
Cl
NH
s
NaHCO
aq
O
H
g
CO
g
NH 4
3
2
2
3 +
→
+
+
El número necesario para preparar 1 Kg de hidrogenocarbonato es:
3
3
NaHCO
de
mol
9
,
11
mol
1
g
84
NaHCO
g
1000
=
Según la reacción, 1 mol de amoníaco reacciona con 1 mol de hidrogenocarbonato, pero como la reacción es al
50%, podemos decir que por cada mol de amoníaco reacciona 0,5 moles del hidrogenocarbonato, entonces se
necesitan:
amoníaco
de
mol
8
,
23
x
NaHCO
mol
9
,
11
x
NaHCO
mol
5
,
0
NH
mol
1
3
3
3
=
⇒
=
El volumen que ocupan esos 23,8 moles de amoniaco es:
( )
L
27
,
271
atm
2
K
25
273
·
K
mol
L
atm
082
,
0
·
mol
8
,
23
p
T
·
R
·
n
V
T
·
R
·
n
V
·
p =
+
=
=
⇒
=
24 En una disolución acuosa de hidróxido potásico, cuya densidad es 1,240 g/mL, la fracción molar de
soluto es 0,1, calcular su molaridad y porcentaje en peso de soluto.
Masas atómicas: H = 1; O = 16; K = 39
Solución:
La fracción molar viene definido como:
T
i
i
n
n
x = dado que xi = 0,1 habrá 0,1 mol de KOH y 0,9 de disolvente, en este caso H2O.
Calculamos los gramos que intervienen de cada uno:
g
8
,
21
mol
1
g
18
·
mol
9
,
0
mol
1
g
56
·
mol
1
,
0
g
g
M
·
mol
º
n
g
M
g
mol
º
n O
H
KOH
m
m
2
=
+
=
+
⇒
=
⇒
=
y veremos el volumen que ocupan: mL
6
,
17
mL
/
g
24
,
1
g
8
,
21
d
m
V
V
m
d =
=
=
⇒
=
Luego la molaridad: M
8
,
5
mL
L
10
·
mL
6
,
17
mol
1
,
0
)
L
(
V
moles
º
n
M
3
=
=
=
−
El porcentaje en peso será: %
7
,
25
x
x
100
soluto
6
,
5
disolución
g
8
,
21
=
⇒
=
25 Se mezcla 1,5 L de ácido sulfúrico de densidad 1,2 g/mL y 46% de riqueza en peso con 1 L de ácido
sulfúrico de densidad 1,350 g/mL y 57,8 % en peso. Calcule la molaridad de la disolución resultante,
admitiendo que los volúmenes son aditivos.
Masas atómicas: S = 32; O = 16; H = 1
10

Solución:
)
L
(
V
moles
º
n
M =
Tenemos dos disoluciones que vamos a mezclar para formar una tercera, calcularemos el nº de moles de ácido
que hay en cada uno de los volúmenes que vamos a utilizar de cada una de las disoluciones, y sabemos además
que el volumen total será la suma de los dos.
nº mol de la disolución A: g
1800
mL
1500
·
mL
/
g
2
,
1
V
·
d
m
V
m
d A
A
A
A
A
A =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 46 % se tienen: 1800 · 0,46 = 828 g de H2SO4 en la disolución A.
El número de moles de H2SO4 en A es: mol
4
,
8
mol
1
g
98
g
828
=
nº mol de la disolución B: g
1350
mL
1000
·
mL
/
g
350
,
1
V
·
d
m
V
m
d B
B
B
B
B
B =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 57,8 % se tienen: 1350 · 0,578 = 780 g de H2SO4 en la disolución B.
El número de moles de H2SO4 en B es: mol
9
,
7
mol
1
g
98
g
780
=
Al mezclar las dos disoluciones se tenía:
M
52
,
6
5
,
2
9
,
7
4
,
8
)
L
(
V
V
B
moles
º
n
A
moles
º
n
M
B
A
=
+
=
+
+
=
26 La combustión de 0,350 g de 2,2,3-trimetilpentano produjo 386 mL de dióxido de carbono en condiciones
normales. ¿Cuál fue el rendimiento de la reacción?
Datos: Masas atómicas: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u
Solución:
La combustión completa del 2,2,3-trimetilpentano origina exclusivamente dióxido de carbono y agua.
O
H
18
CO
16
O
25
H
C
2 2
2
2
18
8 +
→
+
El nº de moles de C8H18 de partida es: mol
10
·
63
,
2
mol
g
114
g
300
,
0
molecular
masa
masa 3
−
=
=
Según la reacción, 1 mol del hidrocarburo origina 8 moles de dióxido de carbono, entonces con los moles iniciales
se generan:
2
3
3
CO
de
mol
10
·
1
,
2
10
·
63
,
2
·
8 −
−
=
en condiciones normales un mol de cualquier gas ocupa 22,4 L con lo que:
2
2
3
CO
de
mL
471
L
471
,
0
mol
1
L
4
,
22
·
CO
de
mol
10
1
,
2 =
=
⋅ −
Se obtienen 386 mL de dióxido, luego:
%
95
,
81
x
x
386
%
100
CO
mL
471 2
=
⇒
=
El rendimiento ha sido del 81,95 %.
11

27 A un vaso de precipitados que contiene 7,6 g de aluminio se le añaden 100 mL de un ácido clorhídrico
comercial del 36% y de densidad en los datos del problema, obteniéndose tricloruro de aluminio e
hidrógeno, indique después de realizar los cálculos necesarios cuál es el reactivo limitante y calcule qué
volumen de hidrógeno se obtiene si las condiciones en las que se realiza el proceso son 25 ºC y 750 mm
de Hg.
Datos del problema: masas atómicas: Cl = 35,5u; Al = 27u, H = 1u
d = 1,180 g cm-3
Solución:
La reacción será:
2
3 H
3
AlCl
2
HCl
6
Al
2 +
→
+
a) Los moles:
Al
de
moles
285
,
0
mol
1
g
27
g
6
,
7
Al
moles
º
n =
=
nº moles de ácido clorhídrico:
g
118
cm
100
·
cm
g
180
,
1
V
·
d
m
V
m
d 3
3
=
=
=
⇒
= −
con una riqueza del 36 %: 118 · 0,36 = 42,48 g de HCl
HCl
de
moles
16
,
1
mol
1
g
5
,
36
g
48
,
42
HCl
moles
º
n =
=
Por la estequiometría de la reacción:1 mol de aluminio reacciona con 3 moles de ácido clorhídrico:
Al
moles
285
,
0
para
HCl
de
moles
861
,
0
x
x
Al
mol
285
,
0
HCl
moles
3
Al
mol
1
=
⇒
=
Al
de
moles
39
,
0
y
HCl
moles
16
,
1
y
HCl
moles
3
Al
mol
1
=
⇒
= (que no hay) para 1,16 moles de HCl
Luego se agotará todo el Al y quedará HCl en exceso: 1,16 - 0,86 = 0,3 moles de HCl
El reactivo limitante es el Aluminio.
b) Según la reacción 2 moles de aluminio reaccionan para dar 3 moles de hidrógeno, asi que como hay 0,285
moles de aluminio se producirán: 0,285 ⋅ 3/2 = 0,43 moles de hidrógeno, como es un gas podemos aplicar la
ecuación de los gases ideales, entonces el volumen que ocupa será:
( )
2
H
L
6
,
10
atm
1
mmHg
760
mmHg
750
K
25
273
K
mol
L
atm
082
,
0
moles
43
,
0
p
T
R
n
V
T
R
n
V
p =
+
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⇒
⋅
⋅
=
⋅
28 Un trozo de una muestra que contiene plata reacciona exactamente con 150 mL de un ácido nítrico de
densidad 1,6 g/mL y que contiene el 44 % en peso de ácido nítrico ¿Cuál es el porcentaje de plata en la
muestra?
Masa atómicas: Ag = 108; N = 14; H = 1
12

Solución:
La reacción es:
2
3
3 H
Ag
NO
2
HNO
2
Ag
2 +
→
+
g
2
,
115
mL
72
·
mL
/
g
6
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 44% se tiene que han reaccionado: 115,2 · 0,44 = 50,7 g de HNO3
Por la estequiometría de la reacción, 1 mol de plata reacciona con 1 mol de ácido nítrico, con las siguientes
masas moleculares:
Ag
de
g
87
x
HNO
de
g
7
,
50
x
HNO
de
g
63
Ag
de
g
108
3
3
=
⇒
=
El porcentaje de plata en la muestra es de 87%.
29 Se mezcla 1 l de ácido nítrico de densidad 1,380 g/mL y 62,7% de riqueza en peso con 1 L de ácido nítrico
de densidad 1,130 g/mL y 22,38 % en peso. Calcule la molaridad de la disolución resultante, admitiendo
que los volúmenes son aditivos.
Masas atómicas: N = 14; O = 16; H = 1
Solución:
)
L
(
V
moles
º
n
M =
Tenemos dos disoluciones que vamos a mezclar para formar una tercera, calcularemos el nº de moles de ácido
que hay en cada uno de los volúmenes que vamos a utilizar de cada una de las disoluciones, y sabemos además
que el volumen total será la suma de los dos.
nº mol de la disolución A: g
1380
mL
1000
·
mL
/
g
38
,
1
V
·
d
m
V
m
d A
A
A
A
A
A =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 62,7 % se tienen: 1380 · 0,627 = 865 g de HNO3 en la disolución A.
El número de moles de HNO3: mol
7
,
13
mol
1
g
63
g
865
=
nº mol de la disolución B: g
1130
mL
1000
·
mL
/
g
13
,
1
V
·
d
m
V
m
d B
B
B
B
B
B =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 22,38 % se tienen: 1130 · 0,2238 = 252,9 g de HNO3 en la disolución B.
El número de moles de HNO3: mol
0
,
4
mol
1
g
63
g
9
,
252
=
Al mezclar las dos disoluciones: M
85
,
8
2
0
,
4
7
,
13
)
L
(
V
V
B
mol
º
n
A
mol
º
n
M
B
A
=
+
=
+
+
=
30 A un vaso de precipitados que contiene 4,2 g de boro se le añaden 90 mL de un ácido clorhídrico
comercial del 46% y de densidad en los datos del problema, obteniéndose tricloruro de boro e hidrógeno,
indique después de realizar los cálculos necesarios cuál es el reactivo limitante y calcule qué volumen de
hidrógeno se obtiene si las condiciones en las que se realiza el proceso son 20ºC y 700 mm de Hg.
Datos del problema: masas atómicas: Cl = 35,5u; B = 11u, H = 1u
3
cm
g
1,1
d −
=
13

Solución:
La reacción será:
2
3 H
3
BCl
2
HCl
6
B
2 +
→
+
a) Los moles:
B
de
mol
38
,
0
mol
1
g
11
g
2
,
4
B
mol
º
n =
=
nº moles de ácido clorhídrico:
g
99
cm
90
·
cm
g
1
,
1
V
·
d
m
V
m
d 3
3
=
=
=
⇒
= −
con una riqueza del 46 %: 99 · 0,46 = 45,5 g de HCl
HCl
de
moles
24
,
1
mol
1
g
5
,
36
g
5
,
45
HCl
moles
º
n =
=
Según la estequiometría de la reacción:1 mol de boro reacciona con 3 moles de ácido clorhídrico:
B
moles
38
,
0
para
HCl
de
moles
1
14
,
1
x
x
B
mol
38
,
0
HCl
moles
3
B
mol
1
=
⇒
=
B
de
moles
41
,
0
y
HCl
moles
24
,
1
y
HCl
moles
3
B
mol
1
=
⇒
= (que no hay) para 1,24 moles HCl
Luego se agotará todo el B y quedará HCl en exceso: 1,24 - 1,14 = 0,1 moles de HCl
El reactivo limitante es el Boro.
b) Según la reacción 2 moles de boro reaccionan para dar 3 moles de hidrógeno, asi que como hay 0,38 moles
de boro se producirán: 0,38 ⋅ 3/2 = 0,57 moles de hidrógeno, como es un gas podemos aplicar la ecuación de los
gases ideales, entonces el volumen que ocupa será:
( )
.
H
de
L
15
atm
1
mmHg
760
mmHg
700
K
20
273
K
mol
L
atm
082
,
0
moles
57
,
0
p
T
R
n
V
T
R
n
V
p 2
=
+
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⇒
⋅
⋅
=
⋅
31 A 100 mL de una disolución de ácido nítrico de concentración 0,01 M, se le añaden 100 mL de otra
disolución de hidróxido de bario de concentración 0,01 M.
a) Escribe la reacción que hay entre estos dos compuestos.
b) Determina si la reacción será completa o, por el contrario, quedará algún reactivo en exceso.
Solución:
a) La reacción de un ácido y una base es una reacción de neutralización dando una sal y agua. Será por tanto:
( ) ( ) O
H
2
NO
Ba
OH
Ba
HNO
2 2
2
3
2
3 +
→
+
b) Los moles que intervienen en la reacción:
3
3
3 HNO
mol
001
,
0
L
10
100
·
L
mol
01
,
0
V
·
M
mol
º
n
)
L
(
V
moles
º
n
M
HNO
moles
º
n =
⋅
=
=
⇒
=
⇒ −
( ) ( )2
3
2 OH
Ba
mol
001
,
0
L
10
100
·
L
mol
01
,
0
V
·
M
mol
º
n
)
L
(
V
mol
º
n
M
OH
Ba
moles
º
n =
⋅
=
=
⇒
=
⇒ −
Según la estequiometría de la reacción 2 moles de ácido nítrico reaccionan con 1 mol de hidróxido, con lo que no
hay suficiente ácido para neutralizar todo el hidróxido, la reacción no es completa y como reactivo en exceso estará
el hidróxido de bario.
32 El acetileno reacciona con oxígeno para dar, dióxido de carbono y agua.
a) Escriba y ajuste la reacción.
b) Partimos de 24 g de acetileno, si se han obtenido 4,8 L de dióxido de carbono medidos a 1 atm y 23ºC,
¿cuál ha sido el rendimiento de la reacción?
14

Solución:
a) La reacción ajustada es:
O
H
2
CO
4
O
5
H
C
2 2
2
2
2
2 +
→
+
b) Los moles y la masa de CO2 obtenidos han sido:
( )
mol
20
,
0
K
23
273
·
K
mol
L
atm
082
,
0
L
8
,
4
·
atm
1
T
·
R
V
·
p
n =
+
=
=
2
2
2 CO
g
8
,
8
mol
1
CO
g
44
CO
mol
20
,
0 =
⋅
2 moles de acetileno reaccionan con 4 moles de dióxido de carbono, (1:2), luego la cantidad esperada de CO2
era:
2
2
2
2
2
2
CO
de
g
4
,
70
x
x
H
C
g
24
CO
g
44
·
2
H
C
g
30
=
⇒
=
El rendimiento de la reacción es: %
5
,
12
100
·
g
4
,
70
g
8
,
8
R =
=
33 En una disolución acuosa de hidróxido sódico, cuya densidad es 1,170 g/mL, la fracción molar de soluto
es 0,2, calcular su molaridad y porcentaje en peso de soluto.
Masas atómicas: H = 1; O = 16; Na = 23
Solución:
La fracción molar viene definido como:
T
i
i
n
n
x = dado que xi = 0,2 habrá 0,2 mol de NaOH y 0,8 de disolvente, en este caso H2O.
Calculamos los gramos que intervienen de cada uno:
g
4
,
22
mol
1
g
18
·
mol
8
,
0
mol
1
g
40
·
mol
2
,
0
g
g
M
·
mol
º
n
g
M
g
mol
º
n O
H
NaOH
m
m
2
=
+
=
+
⇒
=
⇒
=
y veremos el volumen que ocupan:
mL
1
,
19
mL
/
g
170
,
1
g
4
,
22
d
m
V
V
m
d =
=
=
⇒
=
Luego la molaridad:
M
7
,
10
mL
L
10
·
mL
1
,
19
mol
2
,
0
)
L
(
V
mol
º
n
M
3
=
=
=
−
El porcentaje en peso:
%
7
,
35
x
x
100
soluto
g
8
disolución
g
4
,
22
=
⇒
=
34 El ácido clorhídrico concentrado, HCl, tiene habitualmente una concentración del 56 % en masa y su
densidad relativa es de 1,07 g/mL.
a) ¿Cuál es la molaridad de la disolución?
b) ¿Cuál es la molaridad de la disolución que resulta de mezclar 250 mL de este ácido con 1000 mL de ácido
clorhídrico 1 M?
15

Solución:
a) La molaridad se define como:
)
L
(
V
moles
º
n
M =
Calculamos el nº de moles de HCl que hay en 1 L de disolución:
g
1070
mL
1000
·
mL
/
g
07
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 56 % se tienen: 1070 · 0,56 = 599,2 g de HCl puro.
HCl
de
mol
4
,
16
mol
1
g
5
,
36
g
2
,
599
HCl
mol
º
n =
=
Luego: M
4
,
16
L
1
mol
4
,
16
)
L
(
V
moles
º
n
M =
=
=
b) Al mezclar la disolución hay un volumen de 1000 mL + 250 mL =1025 mL = 1,25 L.
El nº de mol será
HCl
mol
1
,
4
L
25
,
0
·
L
mol
4
,
16
V
·
M
mol
º
n
)
L
(
V
mol
º
n
M
M
4
,
16
HCl
mol
º
n =
=
=
⇒
=
⇒
HF
mol
1
L
1
·
L
mol
1
V
·
M
mol
º
n
)
L
(
V
mol
º
n
M
M
1
HCl
mol
º
n =
=
=
⇒
=
⇒
nº de moles totales:4,1 + 1 = 5,1 mol de HCl puro en 1,25 L de disolución. La molaridad de esta nueva disolución
será:
M
1
,
4
L
25
,
1
mol
1
,
5
)
L
(
V
mol
º
n
M =
=
=
35 El carbonato cálcico reacciona con el ácido sulfúrico para dar sulfato cálcico, dióxido de carbono y agua.
Calcule cuántos litros de dióxido de carbono, medidos a 20 ºC y 1 atm, se necesitan para preparar 987 g
de carbonato cálcico, suponiendo un rendimiento del 50%.
Datos: masas atómicas Ca = 40 u; C = 12 u; S = 32 u; O = 16 u; H = 1 u
Solución:
O
H
CO
CaSO
CaCO
SO
H 2
2
4
3
4
2 +
+
→
+
El número necesario para preparar 987 g de carbonato cálcico es:
3
3
CaCO
de
mol
8
,
9
mol
1
g
100
CaCO
g
987
=
Según la reacción 1 mol de carbonato cálcico reacciona con 1 mol de dióxido de carbono, pero como la reacción
es al 50%, podemos decir que por cada mol de carbonato reaccionan 0,5 moles del dióxido, entonces se
necesitan:
2
3
2
3
CO
de
mol
9
,
4
x
x
CaCO
mol
8
,
9
CO
mol
5
,
0
CaCO
mol
1
=
⇒
=
El volumen que ocupan esos 4,9 moles es:
( )
2
CO
de
L
7
,
117
atm
1
K
20
273
·
K
mol
L
atm
082
,
0
·
moles
9
,
4
p
T
·
R
·
n
V
T
·
R
·
n
V
·
p =
+
=
=
⇒
=
36 El carbonato de calcio reacciona con ácido clorhídrico para dar cloruro de calcio, dióxido de carbono y
agua.
a) Escriba y ajuste la reacción.
b) Partimos de 35 g de carbonato de calcio si se han obtenido 6,95 L de dióxido de carbono medidos a 1
atm y 20 ºC, ¿cuál ha sido el rendimiento de la reacción?
16

Solución:
a) La reacción ajustada es:
O
H
CO
CaCl
HCl
2
CaCO 2
2
2
3 +
+
→
+
b) Los moles y la masa de CO2 obtenidos es:
( )
mol
29
,
0
K
20
273
·
K
mol
L
atm
082
,
0
L
95
,
6
·
atm
1
T
·
R
V
·
p
n =
+
=
=
2
2
2 CO
g
76
,
12
mol
1
CO
g
44
·
CO
mol
29
,
0 =
La masa de CO2 esperada era:
g
4
,
15
x
x
CaCO
g
35
CO
g
44
CaCO
g
100 3
2
3
=
⇒
=
El rendimiento de la reacción es: %
85
,
82
100
g
4
,
15
g
76
,
12
R =
⋅
=
37 El ácido fluorhídrico concentrado, HF, tiene habitualmente una concentración del 49% en masa y su
densidad relativa es de 1,17 g/mL.
a) ¿Cuál es la molaridad de la disolución?
b) ¿Cuál es la molaridad de la disolución que resulta de mezclar 500 mL de este ácido con 1 L de ácido
fluorhídrico 2 M?
Solución:
a) La molaridad se define como:
)
L
(
V
moles
º
n
M =
Calculamos el nº de moles de HF que hay en 1 L de disolución:
g
1170
mL
1000
·
mL
/
g
17
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Dado que la riqueza es del 49 % se tienen: 1170 · 0,49 = 573,3 g de HF puro.
HF
de
mol
7
,
28
mol
1
g
20
g
3
,
573
HCl
mol
º
n =
=
Luego: M
7
,
28
L
1
mol
7
,
28
)
L
(
V
moles
º
n
M =
=
=
b) Al mezclar la disolución hay un volumen de 1000 mL + 500 mL =1500 mL = 1,5 L. El nº de moles:
El nº mol de HF 28,7 M es: HF
mol
35
,
14
L
5
,
0
·
L
mol
7
,
28
V
·
M
mol
º
n
)
L
(
V
mol
º
n
M =
=
=
⇒
=
El nº mol de HF 2 M es: HF
mol
2
L
1
·
L
mol
2
V
·
M
mol
º
n
)
L
(
V
mol
º
n
M =
=
=
⇒
=
nº de moles totales: 14,35 + 2 = 16,35 moles de HF puro en 1,5 L de disolución.
La molaridad de esta nueva disolución será: M
9
,
10
L
5
,
1
mol
35
,
16
)
L
(
V
mol
º
n
M =
=
=
38 En la reacción de aluminio con ácido clorhídrico se desprende hidrógeno. Se ponen en un matraz 30 g de
aluminio del 95% de pureza y se añaden 100ml de un ácido clorhídrico comercial de densidad 1,170 g/ml y
del 35% de pureza en peso. Con estos datos calcula:
a) Cuál es el reactivo limitante.
b) El volumen de hidrógeno que se obtendrá a 25ºC y 740mm de Hg.
Datos: masas atómicas: Al = 27; Cl = 35,5; H = 1
17

Solución:
2
3 H
3
AlCl
2
HCl
6
Al
2 +
→
+
Los nº de moles serán:
Al
de
moles
06
,
1
mol
1
g
27
95
,
0
·
g
30
Al
moles
º
n =
= con una riqueza del 35 %: 117 · 0,35 = 40,95 g de HCl
HCl
de
moles
12
,
1
mol
1
g
5
,
36
g
95
,
40
HCl
moles
º
n =
=
g
117
mL
100
·
mL
/
g
170
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Según la estequiometría de la reacción:1 mol de aluminio reacciona con 3 moles de ácido clorhídrico:
HCl
mol
181
,
3
x
x
Al
mol
06
,
1
HCl
moles
3
Al
mol
1
=
⇒
= (que no hay) para 1,06 moles de Al
HCl
mol
12
,
1
para
Al
mol
37
,
0
y
HCl
mol
12
,
1
y
HCl
mol
3
Al
mol
1
=
⇒
=
Luego se agotará todo el HCl y el Al quedará en exceso: 1,06 - 0,37 = 0,69 moles de Al
El reactivo limitante es el HCl.
b) Según la reacción 2 moles de ácido reaccionan para dar 1 mol de hidrógeno, así que como hay 1,12 moles de
ácido se producirán: 1,12/2= 0,56 moles de hidrógeno, como es un gas podemos aplicar la ecuación de los gases
ideales, entonces el volumen que ocupa será:
( )
.
H
L
14
atm
1
mmHg
760
mmHg
740
K
25
273
K
mol
L
atm
082
,
0
moles
56
,
0
p
T
R
n
V
T
R
n
V
p 2
=
+
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⇒
⋅
⋅
=
⋅
39 Se tiene un litro de una disolución de ácido sulfúrico (tetraoxosulfato (VI) de dihidrógeno) del 98 % de
riqueza y de densidad 1,84 g/mL. Calcular:
a) La molaridad.
b) La molalidad.
c) El volumen de esa disolución de ácido sulfúrico necesario para preparar 100ml de otra disolución del 20
% y densidad 1,14g/mL.
18

Solución:
a) Teniendo 1 litro de disolución, los gramos que se tendrán serán:
g
1840
mL
1000
·
ml
g
84
,
1
V
·
d
m
V
m
d 1
=
=
=
⇒
= −
Con una riqueza del 98 % se tendrán: 1840 · 0,98 = 1803 g de H2SO4.
4
,
18
mol
1
g
98
g
1803
=
La molaridad será: M
4
,
18
L
1
mol
4
,
18
)
L
(
V
moles
º
n
=
=
b) De los 1840 g, 1803 g son de soluto, el resto (37 g) son de disolvente, es decir, agua en este caso. La
molalidad será: m
497
10
·
37
4
,
18
disolvente
kg
mol
º
n
m 3
=
=
= −
c) En los 100 mL de la nueva disolución hay:
g
114
mL
100
·
mL
/
g
14
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
=
Con una riqueza del 20 % se tienen: 114 · 0,20 = 22,8 g de H2SO4
23
,
0
mol
1
g
98
g
8
,
22
=
Esos 0,23 mol de ácido sulfúrico se toman de la primera disolución, de la que tendremos que tomar para la nueva
disolución un volumen de:
mL
5
,
12
V
V
23
,
0
mL
1000
moles
4
,
18
=
⇒
=
40 Se tiene un litro de una disolución de ácido clorhídrico del 86 % de riqueza y de densidad 1,24 g/mL.
Calcular:
a) La molaridad.
b) La molalidad.
c) El volumen de esa disolución de ácido clorhídrico necesario para preparar 150ml de otra disolución del
30 % y densidad 1g/mL.
19

Solución:
a) Teniendo 1 litro de disolución, los gramos que hay:
g
1240
mL
1000
·
mL
g
24
,
1
V
·
d
m
V
m
d 1
=
=
=
⇒
= −
Con una riqueza del 86 % se tendrán: 120 · 0,86 = 1066,4 g de HCl
Habrán reaccionado: moles
2
,
29
mol
1
g
5
,
36
g
4
,
1066
=
La molaridad será: M
2
,
29
L
1
moles
2
,
29
)
L
(
V
moles
º
n
M =
=
=
b) De los 1240 g, 1066,4 g son de soluto, el resto (173,6 g) son de disolvente, es decir, agua en este caso. La
molalidad:
m
169
10
·
173
2
,
29
disolvente
kg
moles
º
n
m 3
=
=
= −
c) En los 150 mL de la nueva disolución hay:
g
150
mL
150
·
mL
/
g
1
V
d
m
V
m
d =
=
×
=
⇒
=
Con una riqueza del 30 % sen tendrán: 150 · 0,3 = 45 g de HCl
Habrán reaccionado: moles
23
,
1
mol
1
g
5
,
36
g
45
=
Esos 1,23 moles de ácido clorhídrico se toman de la primera disolución, de la que tendremos que tomar para la
nueva disolución un volumen de:
mL
2
,
42
V
V
23
,
1
mL
1000
moles
2
,
29
=
⇒
=
41 En el proceso de formación del agua a partir de sus elementos:
a) Calcula la masa de agua, en gramos, que se forma a partir de 30 g de hidrógeno y 70 de oxígeno.
b) ¿Qué reactivo se encuentra en exceso y en qué cantidad?
c) Si el agua formada se encuentra a 20ºC y 1 atm de presión, calcula el volumen que ocupa.
20

Solución:
La reacción es:
O
H
2
O
H
2 2
2
2 →
+
2
2
2
2
O
de
moles
2
,
2
mol
1
g
32
g
70
O
moles
º
n
H
de
moles
15
mol
1
g
2
g
30
H
moles
º
n
=
=
=
=
Por la estequiometría de la reacción 2 moles de hidrógeno reacciona con 1 mol de oxígeno
( )
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
O
moles
2
,
2
para
H
de
moles
4
,
4
y
O
moles
2
,
2
y
O
moles
1
H
moles
2
H
de
moles
15
para
hay
no
que
O
de
moles
5
,
7
x
x
H
moles
15
O
moles
1
H
moles
2
=
⇒
=
=
⇒
=
Luego se agotará todo el oxígeno y quedara exceso de hidrógeno: 15 - 4,4 = 10,6 moles de H2. Luego
el oxígeno será el reactivo limitante.
Por cada mol de oxígeno se forman 2 moles de agua, luego con los 2,2 moles se formarán 4,4 moles de agua
que expresado en gramos:
O
H
de
g
2
,
79
mol
1
O
H
g
18
·
moles
4
,
4 2
2
= se forman.
c) El volumen que ocupan esos moles será:
( )
.
O
H
de
L
105
atm
1
K
20
273
K
mol
L
atm
082
,
0
moles
4
,
4
P
T
R
n
V
T
R
n
V
P 2
=
+
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⇒
⋅
⋅
=
⋅
42 El butano se quema de la forma que indica la siguiente reacción:
O
H
10
CO
8
O
13
H
C
2 2
2
2
10
4 +
→
+
a) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono por gramo de butano quemado se obtienen?
b) ¿Cuántos moles de oxígeno reaccionan con 1 mol de butano?
c) ¿Cuántos litros de dióxido de carbono a la presión de 1 atm se obtienen? ¿Y a la temperatura de 25 ºC
a partir de 1 mol de butano si el rendimiento es del 98%?
Datos: masas atómicas: C = 12 u; O = 16 u; H = 1 u
21

Solución:
La reacción es:
O
H
10
CO
8
O
13
H
C
2 2
2
2
10
4 +
→
+
a) Por cada mol de butano se obtienen 4 moles de dióxido de carbono, por tanto por cada gramo de C4H10 se
generarán:
2
2
2
2
10
4
CO
g
3
x
x
H
C
g
1
CO
g
44
·
4
H
C
g
58
=
⇒
=
b) Los moles de oxígeno que reacciona con 1 mol de butano serán:
2
2
10
4
2
10
4
O
mol
5
,
6
'
x
O
mol
'
x
H
C
mol
1
O
mol
13
H
C
mol
2
=
⇒
=
c) En condiciones normales:
2
10
4
2
10
4
CO
L
6
,
89
'
'
x
'
'
x
H
C
mol
1
CO
L
4
,
22
·
8
H
C
mol
2
=
⇒
=
A la temperatura de 25ºC:
2
CO
L
8
,
98
V
K
)
25
273
(
V
K
273
L
6
,
89
=
⇒
+
=
como el rendimiento es del 98%:
2
2 CO
de
L
97
100
98
CO
L
8
,
98 =
⋅
43 El acetileno se quema de la forma que indica la siguiente reacción:
O
H
2
CO
4
O
5
H
C
2 2
2
2
2
2 +
→
+
a) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono por gramo de acetileno quemado se obtienen?
b) ¿Cuántos moles de oxígeno reaccionan con 1 mol del acetileno?
c) ¿Cuántos litros de dióxido de carbono a la presión de 1 atm se obtienen? ¿Y a la temperatura de 20 ºC
a partir de 1 mol de acetileno si el rendimiento es del 89%?
Datos: masas atómicas: C = 12 u; O = 16 u; H = 1 u
22

Solución:
La reacción es:
O
H
2
CO
4
O
5
H
C
2 2
2
2
2
2 +
→
+
a) Por cada mol de acetileno se obtienen 2 moles de dióxido de carbono, por tanto por cada gramo de C2H2 se
generan:
2
2
2
2
2
2
CO
g
4
,
3
x
x
H
C
g
1
CO
g
44
·
2
H
C
g
26
=
⇒
=
b) Los moles de oxígeno que reacciona con 1 mol del acetileno:
2
2
2
2
2
2
2
O
mol
5
,
2
'
x
O
mol
'
x
H
C
mol
1
O
mol
5
H
C
mol
2
=
⇒
=
c) En condiciones normales:
2
2
2
2
2
2
CO
L
8
,
44
'
'
x
'
'
x
H
C
mol
1
CO
L
4
,
22
·
4
H
C
mol
2
=
⇒
=
A la temperatura de 20ºC:
2
CO
L
1
,
48
V
K
)
20
273
(
V
K
273
L
8
,
44
=
⇒
+
=
como el rendimiento es del 89%:
2
2 CO
de
L
8
,
42
100
89
·
CO
L
1
,
48 =
44 En la reacción de aluminio con ácido clorhídrico se desprende hidrógeno. Se ponen en un matraz 30 g de
aluminio del 95% de pureza y se añaden 100ml de un ácido clorhídrico comercial de densidad 1,170 g/ml y
del 35% de pureza en peso. Con estos datos calcula:
a) Cuál es el reactivo limitante.
b) El volumen de hidrógeno que se obtendrá a 25ºC y 740mm de Hg.
Datos: masas atómicas: Ga = 70; Cl = 35,5; H = 1
23

Solución:
2
3 H
3
GaCl
2
HCl
6
Ga
2 +
→
+
Ga
mol
6
,
0
mol
1
g
70
83
,
0
·
g
50
Al
mol
º
n =
=
g
165
mL
150
·
mL
/
g
1
,
1
V
·
d
m
V
m
d =
=
=
⇒
= con una riqueza del 52 %: 165 · 0,52 = 85,8 g de HCl
HCl
de
moles
3
,
2
mol
1
g
5
,
36
g
8
,
85
HCl
moles
º
n =
=
Según la estequiometría de la reacción:1 mol de Galio reacciona con 3 moles de ácido clorhídrico:
Ga
mol
6
,
0
para
HCl
mol
9
,
0
x
x
Ga
mol
6
,
0
HCl
mol
3
Ga
mol
1
=
⇒
=
Ga
mol
77
,
0
y
HCl
mol
3
,
2
y
HCl
mol
3
Ga
mol
1
=
⇒
= (que no hay) para 2,3 moles de HCl Luego se agotará todo el Ga y el HCl
quedará en exceso: 2,3 - 0,91 = 1,4 moles de HCl
El reactivo limitante es el Ga.
b) Según la reacción 2 moles de galio reaccionan para dar 3 moles de hidrógeno, así que como hay 0,6 moles de
galio se producirán: 0,6 · 3/2 = 0,9 moles de hidrógeno, como es un gas podemos aplicar la ecuación de los
gases ideales, entonces el volumen que ocupa será:
( )
.
H
L
48
,
23
atm
1
mmHg
760
mmHg
700
K
20
273
K
mol
L
atm
082
,
0
moles
9
,
0
p
T
R
n
V
T
R
n
V
p 2
=
+
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⇒
⋅
⋅
=
⋅
45 En el proceso de formación del dióxido de carbono a partir de sus elementos:
a) Calcula la masa de dióxido de carbono, en gramos, que se forma a partir de 20 g de carbono y 60 de
oxígeno.
b) ¿Qué reactivo se encuentra en exceso y en qué cantidad?
c) Si el dióxido de carbono formado se encuentra a 25ºC y 1 atm de presión, calcula el volumen que ocupa.
24

Solución:
La reacción es:
2
2 CO
O
C →
+
2
2 O
de
moles
8
,
1
mol
1
g
32
g
60
O
moles
º
n
C
de
moles
7
,
1
mol
1
g
12
g
20
C
moles
º
n
=
=
=
=
Por la estequiometría de la reacción 1 mol de carbono reacciona con 1 mol de oxígeno, luego el que está en
defecto será el reactivo limitante y es el carbono y por consiguiente el oxígeno es el que está en exceso.
Como 1 mol de carbono reacciona para formar 1 mol de dióxido de carbono, se formarán 1,7 moles de dióxido,
que expresado en masa:
2
2
CO
de
g
8
,
74
mol
1
CO
g
44
·
moles
7
,
1 = se forman
c) El volumen que ocupan esos moles será:
( )
2
CO
de
L
54
,
41
atm
1
K
25
273
K
mol
L
atm
082
,
0
moles
7
,
1
P
T
R
n
V
T
R
n
V
P =
+
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⇒
⋅
⋅
=
⋅
25

reactivo_limitante-rendimientoresueltos.pdf

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a reactivo_limitante-rendimientoresueltos.pdf

Similar a reactivo_limitante-rendimientoresueltos.pdf (20)

Último

Último (20)

reactivo_limitante-rendimientoresueltos.pdf