Ejercicios resueltos pureza de reactivos PDF

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL PERÍODO 2020 A

Clase No: 39

FUNDAMENTOS DE QUÍMICA Tema de la clase: CÁLCULOS ESTEQUIOMETRÍCOS: PUREZA Ejercicios de aplicación: 1) A partir de la combustión completa del metano determinar los gramos de H 2O que se pueden formar a partir de 200 g del gas con 80 % pureza.

𝐶𝐻4 + 2𝑂2

→ 𝐶𝑂2

+ 2𝐻2 𝑂

200 g 80% pureza

m(g)=?

Antes de iniciar cualquier cálculo estequiométrico es indispensable tener la ecuación igualada, al ser una reacción de combustión se iguala por el método de simple inspección. Existen dos maneras de resolver el ejercicio. La primera manera es realizar un solo cálculo donde se considera directamente la pureza: 200 𝑔 𝐶𝐻4 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑟𝑜 ⋅

1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻4 2 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 18 𝑔 𝐻2 𝑂 80 𝑔 𝐶𝐻4 𝑝𝑢𝑟𝑜 ⋅ = 360 𝑔 𝐻2 𝑂 ⋅ ⋅ 100 𝑔 𝐶𝐻4 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑟𝑜 16 𝑔 𝐶𝐻4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂

La segunda forma de realizar el ejercicio es mediante dos cálculos, el primero involucra el cálculo del gas puro utilizando la fórmula de la pureza. Y en el segundo cálculo a través de relaciones estequiométricas se obtiene la masa de agua obtenida. 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎 % 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 𝑥100 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 80% =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎 𝑥100 200 𝑔

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎 = 160 𝑔

160 𝑔 𝐶𝐻4 ⋅

1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻4 2 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 18 𝑔 𝐻2 𝑂 = 360 𝑔 𝐻2 𝑂 ⋅ ⋅ 16 𝑔 𝐶𝐻4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂

2) En la descomposición térmica del clorato de potasio se producen cloruro de potasio y oxígeno. Si una muestra de 85 g produce 20 litros de O 2 medido a condiciones normales, determinar la pureza de la muestra

2𝐾𝐶𝑙𝑂3

→ 2𝐾𝐶𝑙

85 g

+ 3𝑂2 20 LC.N

Antes de iniciar cualquier cálculo estequiométrico es indispensable tener la ecuación igualada, al ser una reacción de descomposición simple se iguala por el método de simple inspección. 20 𝐿 𝑂2 ∙

1 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 2 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 122,6 𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂3 ∙ ∙ = 72,97 𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂3 (𝑝𝑢𝑟𝑜) 22,4 𝐿 𝑂2 3 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3

Para el cálculo de la pureza se tiene como dato que 85g corresponden a la muestra impura del clorato de potasio % 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎 𝑥100 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

% 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 =

72,97 𝑔 𝑥100 85 𝑔

% 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 85,5 3) Una muestra del mineral pirolusita tiene una pureza del 72,6 % en peso en MnO2. Si la muestra se pone en contacto con ácido clorhídrico en exceso y se obtienen 100 g de cloro, ¿Cuántos gramos de mineral se requieren? (Cuaderno de trabajo 2018-A, ejercicio 207, p. 65)

𝑀𝑛𝑂2 + 4𝐻𝐶𝑙 72,6% pureza

→ 𝐶𝑙2 + 𝑀𝑛 𝐶𝑙2 + 2𝐻2 𝑂 100 g

Antes de iniciar cualquier cálculo estequiométrico es indispensable tener la ecuación igualada . Al ser una reacción tipo redox, se debe considerar los cambios de estado de oxidación del Mn y del Cl. Existen dos maneras de resolver el ejercicio. La primera manera es realizar un solo cálculo donde se considera directamente la pureza: 100 𝑔 𝐶𝑙2 ∙

1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛𝑂2 87 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 100 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑟𝑜 = 168,78 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑟𝑜 ∙ ∙ ∙ 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛𝑂2 72,6 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 𝑝𝑢𝑟𝑜 71 𝑔 𝐶𝑙2

La segunda forma de realizar el ejercicio es mediante dos cálculos, el primero involucra el cálculo del óxido puro a través de relaciones estequiométricas. Y en el segundo cálculo se obtiene la pureza utilizando la respectiva fórmula. 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛𝑂2 87 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 = 122,535 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 𝑝𝑢𝑟𝑜 ∙ ∙ 100 𝑔 𝐶𝑙2 ∙ 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛𝑂2 71 𝑔 𝐶𝑙2 % 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 =

72,6 % =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎 𝑥100 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 122,535 𝑔 𝑀𝑛𝑂2 𝑥100 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 168,78 𝑔...