Ejemplo, cómo verificar la ley de conservación de la masa

Problema n° 1 de ley de conservación de la masa - TP01

Enunciado del ejercicio n° 1

En un sistema cerrado cuya masa total es de 100 g, se hacen reaccionar 10 g de cloruro de bario (BaCl₂) con la cantidad correspondiente de ácido sulfúrico (H₂SO₄), para dar sulfato de bario (BaSO₄) y ácido clorhídrico (HCl), ¿cuál es la masa del sistema al final de la reacción?

Desarrollo

Datos:

m_T = 100 g

m_BaCl2 = 10 g

Solución

Por tratarse de un sistema cerrado la masa final de la reacción debe ser de 100 g cumpliendo con la ley de conservación de la masa o la primera ley de Lavoisier.

Verifiquemos, la ecuación estequiométrica es la siguiente:

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2·HCl

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

BaCl₂: 137,34 g + 2·35,453 g = 208,246 g

H₂SO₄: 2·1,00797 g + 32,064 g + 4·15,9994 g = 98,07754 g ≅ 98,076 g

BaSO₄: 137,34 g + 32,064 g + 4·15,9994 g = 233,4016 g ≅ 233,4 g

2·HCl: 2·(1,00797 g + 35,453 g) = 72,92194 g ≅ 72,922 g

BaCl₂	+	H₂SO₄	→	BaSO₄	+	2·HCl
208,246 g	+	98,076 g	=	233,4 g	+	72,922 g
306,322 g			=	306,322 g

Mediante regla de tres simple calculamos que masa de ácido sulfúrico necesaria:

208,246 g de BaCl₂	→	98,076 g de H₂SO₄
10 g de BaCl₂	→	m_H2SO4

m_H2SO4 = 10 g de BaCl₂·98,076 g de H₂SO₄÷208,246 g de BaCl₂

m_H2SO4 = 4,71 g de H₂SO₄

Esto indica que hay ácido sulfúrico en exceso.

BaCl₂	+	H₂SO₄	→	BaSO₄	+	2·HCl	+	H₂SO₄
10 g	+	90 g	=	11,2 g	+	3,5 g	+	85,3 g
100 g			=	100 g

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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