Guia Ejercicios Estequiometria 3 Medio

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(1)

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Ejemplo Nº 1 Ejemplo Nº 1

Supongamos que tenemos 250 g de hierro, ¿Cuántos átomos de hierro Supongamos que tenemos 250 g de hierro, ¿Cuántos átomos de hierro están contenidos en dicha masa

están contenidos en dicha masa Ejercicio Nº 2!

Ejercicio Nº 2!

Sa"iendo que el peso at#mico del $ranio es

Sa"iendo que el peso at#mico del $ranio es 2%&,02 determinar la masa2%&,02 determinar la masa en gramos de 1 átomo de uranio!

en gramos de 1 átomo de uranio! Ejercicio nº %

Ejercicio nº %

¿cuántos moles de átomos de litio están contenidos en 1

¿cuántos moles de átomos de litio están contenidos en 1 'g! de'g! de este metal

este metal

Por tabla sabemos que 1 mol de Li tiene una masa de 6,94 g. Entonces, Por tabla sabemos que 1 mol de Li tiene una masa de 6,94 g. Entonces, podemos plantear: podemos plantear: 1 1 mmool l dde e LLi i XX = = 6 6,,9944gg 11..000000gg X = 144,09 moles de Li X = 144,09 moles de Li Ejercicio Nº 4 Ejercicio Nº 4

(ara una reacci#n qu)mica se requiere contar con 0,25 mol de (ara una reacci#n qu)mica se requiere contar con 0,25 mol de sodio! ¿*u+ masa de Na ha"r)a que pesar

sodio! ¿*u+ masa de Na ha"r)a que pesar

oluci!n: oluci!n:

Por tabla sabemos que el peso at!mico

Por tabla sabemos que el peso at!mico del "a es #$ %##,9&':del "a es #$ %##,9&': 1

1 mmool l dde e ""a a 00,,##( ( mmool l dde e ""aa = = # #$$gg XX X = (,)( g X = (,)( g

*abr+a que pesar (,)( g de sodio para tener 0,#( mol

*abr+a que pesar (,)( g de sodio para tener 0,#( mol de sodio.de sodio.

Ejercicio Nº 5 Ejercicio Nº 5

Sa"iendo que el peso at#mico del $ranio es

Sa"iendo que el peso at#mico del $ranio es 2%&,02, determina2%&,02, determinarr la masa en gramos de 1 átomo de uranio!

la masa en gramos de 1 átomo de uranio!

oluci!n: l aplicar el concepto de mol, deducimos que un mol de -tomos oluci!n: l aplicar el concepto de mol, deducimos que un mol de -tomos de uranio contiene 6,0#  10

de uranio contiene 6,0#  10#$#$ -tomos de uranio / pesa #$&,0# g. Entonces -tomos de uranio / pesa #$&,0# g. Entonces

podemos plantear: podemos plantear: 6,0#  10

(2)

=

#$&,0# g X

X = $,9(  10##

2bser3amos en el resultado anterior lo insigniicante que en cuanto a masa son los -tomos.

Este concepto tambi5n nos permite relacionar cualquier masa de una sustancia con el numero de moles contenidos en ella. Por eemplo, ¿cuántos moles de átomos de litio están contenidos en 1 'g! de este metal

Por tabla sabemos que 1mol de Li tiene una masa de 6,94 g. Entonces, podemos plantear: 1 mol de Li X = 6,94 g 1.000 g X = 144,09 moles de Li Ejercicio Nº

(ara una reacci#n qu)mica se requiere contar con 0,25 mol de sodio! ¿*u+ masa de Na ha"r)a que pesar

Por tabla sabemos que el peso at!mico del "a es #$ %##,9&': 1 mol de "a 0,#( mol de "a

=

#$ g X

X = (,)( g

*abr+a que pesar (,)( g de sodio para tener 0,#( mol de sodio.

Ejercicio

Nº-¿Cuántos átomos de sodio están contenidos en los 5,-5 g de sodio del ejercicio anterior

#$ g de "a (,)( g

6,0#  10#$ X

X = 1,(1  10#$ -tomos de "a

(3)

1 mol de -tomos de "a 0,#( mol de -tomos de "a =

6,0#  10#$ X

X = 1,(1  10#$ -tomos de "a

Ejercicio Nº &

En una reacci!n qu+mica se obser3a que por cada # -tomos de 8e se requieren tres -tomos de oigeno. u-ntos gramos de 2 se requieren para reaccionar con 0,$& g de 8e;

oluci!n: "os dicen que # -tomos de 8e reaccionan con $ -tomos de 2, esta relaci!n de combinaci!n con $ moles de -tomos de 2. Entonces, epresemos la masa de 8e en moles:

1 mol de -tomos de 8e X

=

((,&( g 0,$&

X = 6,&  10 #$ mol de -tomos de 8e

Entonces:

# mol de -tomos de 8e 6,&  10 #$mol de -tomos de 8e

=

$ mol de -tomos de 2 X

X = 0,01 mol de -tomos de 2

<ora epresemos los moles de 2 en gramos:

1 mol de -tomos de 2 0,01 mol de -tomos de 2

=

16 g X

X = 0,16 g de 2

(4)

.asa .olar! Ejercicio Nº 1

7omando como reerencia el compuesto bicarbonato de sodio: "a*2$, / a

partir de los 3alores de masas at!micas, epresados tanto en gramos, ind+quese el numero de -tomos presentes en la mol5culas / en el mol del compuesto.

asa en gramos: 1 mol de mol5culas

1 mol de -tomos de "a : 6,0#  10#$ -tomos de "a : ##,9& g

1 mol de -tomos de * : 6,0#  10#$ -tomos de * : 1,00& g

1 mol de -tomos de  : 6,0#  10#$ -tomos de  : 1#,00 g

$ moles de -tomos de 2 : 1&,06  10#$ -tomos de 2 : 4& g

6 moles de -tomos : $,6  10#4 -tomos totales: &$,99 g asa olar

onocidos los conceptos de masa at!mica, masa molar, mol de -tomos / mol de mol5culas, podemos relacionarlos entre si para resol3er c-lculos que in3olucren numero de moles / las cantidades de -tomos / mol5culas correspondientes.

1 mol de -tomos 6,0#  10 #$ -tomos P.at!mico

1 mol de mol5culas 6,0#  10 #$ mol5culas P. olecular

Ejercicio Nº 2

n mol de mol5culas de *#2 tiene una masa de 1& g. >eterminar la

masa en gramos de una mol5cula de agua.

abemos que 1 mol contiene 6,0#  10#$ mol5culas de agua, entonces:

1& g X

=

6,0#  10#$ mol5culas 1 mol5cula

(5)

Ejercicio Nº %

 un globo de goma cu/a masa es de (,00 g se le insula oigeno puro / una 3e? inlado se cierra. e pesa el sistema / se encuentra que a<ora la masa es de (,0( g.

alcular el numero de mol5culas de oigeno que <a/ dentro del globo. asa de oigeno = (,0( g @ (,00 = 0,0( g 1 mol de 2# X = $# g 0,0( g X = 1,(6  10$ mol5culas 1mol 1,(6  10$ mol = 6,0#  10#$ mol5culas X X = 9,4  10#0 mol5culas Ejercicio Nº /

El gas natural que se comen?ara a usar en <ile, es una me?cla de

compuestos en los cuales ma/oritariamente se encuentra metano, *4.

uponga d. que dispone de 1(0 g de este gas:

a' cu-ntos moles de mol5culas est-n contenidos en dic<a masa; b' cu-ntas mol5culas de *4 est-n contenidas;

c' cu-ntos moles de -tomos de cada elemento est-n contenidos; d' cu-ntos -tomos de cada elemento est-n contenidos;

abemos por tabla que la masa molecular del *4 es 16 g. Entonces:

a' 16 g de *4 1(0 g de *4

=

(6)

X = 9,$& moles de mol5culas de *4

b' 1 mol de mol5culas 9,$& mol de mol5culas

=

6,0#  10#$ mol5culas X

X = (,6(  10#4 mol5culas

c' i obser3amos la ormula de *4, concluimos que en 1 mol de

mol5culas de *4 <a/ un mol de -tomos de  / 4 moles de -tomos de *.

Por lo tanto, en 9,$& mol de mol5culas <abr- 9,$& moles de -tomos de  / 4  9,$&, es decir, $), (# moles de -tomos de <idr!geno.

d' 1 mol de -tomos de  9,$& mol de -tomos de 

=

6,0#  10#$ -tomos de X

X = (,6(  10#4-tomos de 

>e la misma orma se calcula los -tomos de <idr!geno:

Atomos de <idr!geno = $),(#  6,0#  10#$ = #,#6  10#( -tomos

de *

Ejercicio Nº 5

alcular el numero de -tomos de plomo que est-n contenidos en #( g de tetraetil de Pb%BC', Pb %#*('4, un aditi3o que se le agrega a la bencina.

 partir de las masas at!micas de cada elemento, determinemos en primer lugar la masa molar del compuesto:

asa molar : $#4,06 gDmol

>eterminemos a<ora el nmero de moles contenidos en los #( g del compuesto: 1 mol de Pb %#*('4 X = $#4,06 g #( g X = 0,0)) mol 1 mol de Pb %#*('4 0,0)) mol de Pb %#*('4 = 6,0#  10#$ -tomos de Pb X X = 4,64  10##-tomos de Pb

(7)

Ejercicios para desarrollar

1. u-ntos moles est-n contenidos en cada una de las siguientes cantidades;

a' $(0 g de <ierro F = 6,#) mol

b' (,#(  10#0 -tomos de u F = &,)  104 mol

c' 1,#(  101( mol5culas de "*

$ F = #,0&  109 mol

#. u-ntos -tomos de oigeno est-n contenidos en las siguientes cantidades;

a' $,( mol de 2# F = 4,#1  10#4 -tomos

b' 1 mol de *#2 F = 6,0#  10#$ -tomos

c' 100 g de 2 F = #,1(  10#4 -tomos

d' $( g de a2$ F = 6,$#  10#$ -tomos

$. na gotita de mercurio tiene un 3olumen de 0,01 mL. 7omando en consideraci!n que la densidad del *g. es 1$,6 gDmL, cu-ntos -tomos de *g est-n contenidos en dic<o 3olumen;

F = 4,0&  10#0 -tomos

olumen molar

n mol de cualquier gas en condiciones normales de presi!n / temperatura %1 atm!sera / 2G' ocupa un 3olumen de ##,4 litros.

hora estamos en condiciones de relacionar el mol, las mol+culas, los átomos 3 la masa de los gases con su 4olumen!

s+ por eemplo podemos tener las siguientes relaciones:

(8)

1 mol de l# )0,9 g 6,0#  10#$ mol5culas ##,4 L en c.n.

1 mol de 2# $# g 6,0#  10#$ mol5culas ##,4 L en c.n.

La igura muestra distintas masas de sustancias en relaci!n con un mismo numero de mol5culas / un mismo 3olumen en condiciones normales.

#& g 1 mol 6,0#  10#$ ##,4 L $# g 1) g 1 mol 1 mol 6,0#  10#$ 6,0#  10#$ ##,4 L ##,4L

pliquemos este nue3o concepto / sus deri3aciones en los eemplos que se presentan a continuaci!n:

Ejercicio Nº 1

Hu5 3olumen en condiciones normales ocupan 0,( moles de *#;

abemos que:

1 mol de *# en c.n. 0,( mol de *#

=

##,4 L X

X = 11,# L

Ejercicio Nº 2

Hu5 3olumen en condiciones normales ocupan 1,)&  10#( mol5culas de

2#; 7enemos que: 6,0#  10#$ mol5culas de 2 #en c.n. 1,)&  10#$ mol5culas de 2# H2  N2 O2  NH3

# g

1mol

6,0#10

#$

##,4 l

(9)

=

##,4 L X

X = 66#,$ L

Ejercicio Nº %

n recipiente de $ litros de capacidad contiene gas amoniaco %"*$' en

condiciones normales. Hu5 masa del gas esta representada en este 3olumen;

oluci!n: "os piden relacionar la masa del gas con su 3olumen molar.

1 mol de "*$ en c.n. X = ##,4 L $ L X = 0,1$4 mol de "*$ 1 mol de "*$ 0,1$4 mol = 1) g X X = #,#& g de "*$

Por lo tanto, en condiciones normales $ L de "*$ corresponden a una

masa de #,#& g

Ejercicio Nº 4

En una reacci!n qu+mica se <an desprendido&,( g de un gas desconocido, que en condiciones normales ocupa un 3olumen de #,( L. >eterminar la masa molar %peso molecular' de dic<o gas.

1 mol en c.n. X = ##,4 L #,( L X = 0,11# mol 0,11# mol 1 mol = &,( g X X = )(,&9 gDmol

(10)

elaciones estequiom+tricas!

Las ecuaciones qu+micas constan de dos miembros, uno de ellos corresponde a los reactantes que se escriben a la i?quierda / el otro corresponde a los productos, los que se escriben a la derec<a. mbos miembros se separan por una lec<a que indica el sentido de la reacci!n.  En las reacciones de equilibrio se coloca una doble lec<a.

Por otro lado, debemos recordar que las ecuaciones qu+micas siempre se presentan en orma equilibrada, lo que permite conocer las relaciones cuantitati3as a ni3el de moles / de masa de las sustancias que participan. 7ambi5n inorman acerca de los 3olmenes de las sustancias cuando se trata de gases.

Ceamos el siguiente eemplo:

N26g7 8 %926g7 2 N9%6g7

1 mol de "# reacciona con $ moles de *# / se orman # moles de "*$

##,4 L de "# reaccionan con 6),# L de *# / se orman 44,& L de "*$en c.n.

#& g de "# reaccionan con 6 g de *# / se orman $4 g de "*$

6,0#  10#$ mol5culas de "

# reacciones con 1&,06  10#$ mol5culas de *# / se

orman 1#,04  10#$ mol5culas de "* $.

onocida una reacci!n qu+mica / establecida la ecuaci!n que la representa, se pueden reali?ar todas las equi3alencias de unidades que se deseen para como moles a gramos, mol5culas a 3olmenes / 3ice3ersa, etc.

El ajuste de una reacci#n qu)mica implica que tanto las masas como el n:mero de átomos de los reactantes sea igual a las masas 3 al n:mero de átomos de los productos!

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Ejemplo N º 1

La combusti!n del gas metano %*4' en presencia de oigeno 2# produce

di!ido de carbono %2#' / agua *#2. u-l es el peso de 2#  que se

obtiene a partir de (0 I de *4;

Soluci#n: El *4 / 2# son los reactantes, 2# / *#2 son los productos.

Entonces escribimos la ecuaci!n austada que da cuenta del proceso:

*4 J #2# 2# J #*#2

Hu5 nos piden determinar; El peso de 2# que se produce a partir de

(0 g de *4.

omo el peso molecular del *4 es 16 gDmol / el del 2# es 44 gDmol,

podemos escribir: 16 g de *4 (0 g de *4  = 44 g de 2# X X = 1$),( g de 2# Ejercicio Nº 2

na muestra de 1(0 g de magnesio %g' se trata adecuadamente con -cido clor<+drico. Hu5 3olumen de <idr!geno se producir- en condiciones normales;

;nterpretaci#n: Los reactantes son el g / el *l, uno de los productos

es *#, el otro es la sal gl#. dem-s, nos piden relacionar los moles de *#

producido con su 3olumen en c.n. Escribamos la ecuaci!n qu+mica respecti3a:

g J #*l gl# J *#

abemos que el peso at!mico del g es #4,$ g, / de acuerdo con la

ecuaci!n se produce 1 nol de *# que en condiciones normales ocupa un

3olumen de ##,4 L. Entonces podemos escribir: #4,$ g de g 1(0 g de g

=

(12)

X = 1$&,$ L de *#

Ejercicio Nº 3

alcular los gramos de clorato de potasio %Kl2$' que se necesita para

obtener ( litros de 2# medidos a #( G / a una presi!n de )(0 mm de *g. Soluci#n: La reacci!n de descomposici!n de la sal produce 2# / nos piden

determinar la masa de Kl2$ que se requiere para ello, pero tomando en

consideraci!n las condiciones sealadas de presi!n / temperatura. >eterminemos en primer lugar los moles de 2# a partir de la Ecuaci!n de

Estado, para ello transormamos los mm de *g en atm!seras / los G en K.

1 atm X

=

)60 mm de *g )(0 mm de *g

X = 0,9&) atm 7 = #( J #)$ = #9& K

PC 0,9&) atm  ( L

n = = = 0,# moles de 2#

F7 0,0&# atm LDmol K  #9& K

Felacionemos este 3alor con la estequiometr+a de la ecuaci!n:

#Kl2$ #Kl J $2#

# moles de Kl2$ X

=

$ moles de 2# 0,# moles de 2#

X = 0,1$$ moles de Kl2$

omo nos preguntan por los gramos de Kl2$, epresamos los moles

requeridos en gramos, para ello necesitamos conocer el peso molecular del Kl2$, que es igual a 1##,(( g.

1 mol de Kl2$ 0,1$$ moles de Kl2$

=

1##,(( g X

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Ejercicios para desarrollar

1.  partir de la ecuaci!n: # $ *& J )2# 62# J &*#2, determinar

los gramos de 2#  que se producen en la combusti!n de $,01  10#$

mol5culas de propano.

F = 66 g de 2#

#.alcular el 3olumen de *# que se producir- en c.n. al <acer reaccionar 40

g de Mn con *#24de acuerdo con la reacci!n:

Mn J *#24 Mn24 J *#

F = 1$,) L de *#

$.Encontrar el 3olumen de gas cloro medido a #(G / )(0 mm de *g que se puede obtener al reaccionar 100 g de permanganato de potasio %Kn2 4'

con eceso de *l. La reacci!n para dic<o proceso es: #Kn24 J 16*l #Kl J # nl# J (l# J &*#2

F = $9,# L de l#

4.alcular el 3olumen de oigeno en c.n. que se puede obtener a partir de la descomposici!n de #(0 g de Kl2$, que presentan una pure?a de &0N.

F = (4,& L de 2#

(.u-ntos litros de 2# gaseoso medidos a 1(0G / 1,( atm se ormaran

en la combusti!n de 10 g de carbono en presencia de oigeno en eceso. F = 19,# L de 2#

6.alcular la cantidad de a2 que se produce simult-neamente cuando se descomponen (0 g de carbonato de calcio puro %a2$'

a2$ a2 J 2#

F = #& g de a2

).La degradaci!n de la glucosa, proceso mu/ compleo que ocurre en el cuerpo <umano, puede representarse como:

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i nuestro cuerpo consume (00 g de glucosa, qu5 masa de 2# / *#2

se produce simult-neamente;

F = )$$,$ g de 2#

&.La urea %"*#'#2, compuesto nitrogenado que se usa como ertili?ante,

puede sinteti?arse a partir de la reacci!n entre amoniaco / di!ido de carbono: #"*$ J 2# %"*#'#2 J *#2

En cierto proceso se <acen reaccionar #(4 g de "*$ con 4(6,& g de 2#.

>eterminar la masa de urea que se orma.

F = 44&,#4 g de urea

9.El cianuro de <idr!geno arde en presencia de oigeno produciendo di!ido de carbono, nitr!geno / agua:

4*" J (2# 42# J #"# J #*#2

alcular los moles de *" descompuestos, si se <an producido 1( moles de "#.

F = $0 moles de *" 10.na muestra de 10 g de ?inc se trata adecuadamente con -cido

sulrico:

Mn%s' J *#24%ac' Mn24%ac' J *#%g'

uantos litros de <idrogeno se producir-n a $0G / )&0 mm de *g; F = $,) litros

11.>etermine el peso molecular de un compuesto desconocido, sabiendo que a 60G / a una presi!n de 1,( atm la densidad de dic<o gas es 1,9& gDL

F = $6,04 gDmol

Más ejercicios en:

- R. Chan. !"#$ica %enera& '(i)&io*eca Co&eio+

(15)

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