Ejemplo de cómo determinar las cantidades de las sustancias reaccionantes y de los productos de reacción

Problema n° 5 de estequiometria - TP01

Enunciado del ejercicio 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.

Desarrollo

Datos:

V_{dióxido de carbono} = 15 l

δ_HCl = 1,19 g/cm³

CNPT

Fórmulas:

δ = m/V

Solución

La ecuación estequiométrica balanceada es la siguiente:

Na₂CO₃ + 2·HCl → CO₂ + H₂O + 2·NaCl

Calculamos las masas de los moles que intervienen en la reacción en equilibrio:

Na₂CO₃: 2·23 g + 12 g + 3·16 g = 106 g

2·HCl: 2·(1 g + 35,5 g) = 73 g

CO₂: 12 g + 2·16 g = 44 g

H₂O: 2·1 g + 16 g = 18 g

2·NaCl: 2·(23 g + 35,5 g) = 117 g

Na₂CO₃	+	2·HCl	→	CO₂	+	H₂O	+	2·NaCl
106 g	+	73 g	=	44 g	+	18 g	+	117 g

Para calcular el ácido clorhídrico:

22,4 l de CO₂	→	73 g de HCl
15 l de CO₂	→	m_HCl

m_HCl = 15 l de CO₂·73 g de HCl÷22,4 l de CO₂

m_HCl = 48,88 g de HCl puro.

Para calcular el volumen de solución de HCl 38 % p/p:

38 %	→	48,88 g
100 %	→	m_solución

m_solución = 100 %·48,88 g÷38 %

m_solución = 128,63 g

Si δ = m/V ⇒ V = m/δ

V = 128,63 g/1,19 g/cm³

Resultado (a):

V = 108,1 cm³

Para calcular la masa de Na₂CO₃:

22,4 l de CO₂	→	106 g de Na₂CO₃
15 l de CO₂	→	m_{carbonato de sodio}

m_{carbonato de sodio} = 15 l de CO₂·106 g de Na₂CO₃÷22,4 l de CO₂

Resultado (b):

m_{carbonato de sodio} = 71 g de Na₂CO₃

Para calcular la masa de NaCl:

22,4 l de CO₂	→	117 g de NaCl
15 l de CO₂	→	m_{cloruro de sodio}

m_{cloruro de sodio} = 15 l de CO₂·117 g de NaCl÷22,4 l de CO₂

Resultado (c):

m_{cloruro de sodio} = 78,35 g de NaCl

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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