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*CALCULO DE VOLUMENES POR METODO ESTEQUIOMETRICOUNIVERSIDAD DE
NARIOQUMICA ANALTICA Y ANALISIS INSTRUMENTALFREDDY PANTOJA TIMARN,
Ph.D.
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*Si es masaSi es volumen de un gasMediante la proporcin
estequiomtrica de la reaccinSi es masaSi es volumen de un
gasALGORITMO PARA RESOLVER LOS EJERCICIOS DE CLCULOS
ESTEQUIOMTRICOS
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CLCULOS ESTEQUIOMETRICOS CON FRMULAS Y ECUACIONES QUMICASSi por
ejemplo tenemos los datos en gramos:*
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CLCULOS ESTEQUIOMETRICOS CON FRMULAS Y ECUACIONES QUMICASSi por
ejemplo tenemos los datos en gramos de reactivo y obtenemos litros
de producto (en condiciones normales):*
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*Clculos con volmenes de gases (en condiciones normales)Ahora
vamos a ver los ejercicios basados en clculos estequiomtricos para
averiguar el volumen (no la masa, como en los casos anteriores) de
un reactivo o producto, conocida la masa o el volumen de otro
(reactivo o producto).Empezaremos viendo los casos en los que el
volumen o los volmenes que intervienen en el clculo estarn todos
expresados en condiciones normales, esto es, 1 atm de presin y 0 C
( 273 K ).Sabemos que en estas condiciones, un mol de cualquier
gas, ocupa un volumen de 22,4 LEs imprescindible que los reactivos
o productos a los que nos referimos en el prrafo anterior se
encuentren en estado de gas.A veces, la presin nos viene dada en mm
de Hg (milmetros de mercurio). 1atm = 760 mm de Hg = 101325 Pa
(pascales)740 mm de Hg1 atm760 mm de Hgx= 0,97 atm Cmo se expresan
740 mm Hg en atm ?Recordar que la temperatura absoluta T (en
kelvin) se obtiene sumndole 273 a la temperatura centgrada t (en C)
T = t + 273
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*En la reaccin: FeO + H2 O Fe2O3 + H2 (g) (sin ajustar) Calcular
el volumen de hidrgeno, medido en condiciones normales, que se
puede obtener con 125 g de FeO.Datos: P(Fe) = 56 g; P(O) = 16 g;
1.Escribimos la ecuacin qumica ajustada: FeO + H2 O Fe2O3 +
H22..Calculamos las masas molares de las sustancias que intervienen
en nuestro ejercicio:Fe = 56 gO = 16 g 2 72 gNo es necesario
calcular la masa molar del H , ya que nos piden su volumen. Basta
con saber su volumen molar en c.n.: 22,4 L/mol3.. Calculamos el
volumen de H2 que se puede obtener con 125 g de FeO :Dato de
partidax 72 g FeO1 mol FeOConversin de g de FeO a moles de FeOx 2
mol FeO1 mol H2Relacin molar entre el FeO y el H2 en la reaccin.x 1
mol H222,4 L H2Conversin de moles de H2 en L de H2=125 x1 x1 x22,4
L72 x2 x1 = 19,4 L H2Clculos con volmenes de gases (en condiciones
normales)
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*Cuando el carbonato de calcio reacciona con el cido clorhdrico
se obtienen cloruro de calcio, dixido de carbono y agua. Qu volumen
de dixido de carbono, en condiciones normales, se formar cuando
reaccionan totalmente 250,0 de carbonato?.Datos: CaCO3 = 250,0 g
PCa) = 40 g ; P(C) =12 g P(O) = 16 gCaCO3 (s) + HCl (aq) CaCl2 (s)
+ CO2 (g) + H2O () Escribimos la reaccin ajustada: 2 Las masas
molares de las sustancias que intervienen en el problema son:
P(CaCO3 ) = 100 g/mol; Calculamos el volumen de CO2 que se formar a
partir de los 250 g de CaCO3 : Ca = 40 gC = 12 g100 gO = 3x16
gDebemos saber que 1 mol de cualquier gas ocupa, en condiciones
normales, un volumen de 22,4 LDato de partidaConversin de g de
CaCO3 en moles de CaCO3Relacin molar entre CaCO3 y CO2 en la
reaccinConversin de moles de CO2 en L de CO2
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*En la reaccin de combustin del propano: C3H8 + O2 (g) CO2 (g) +
H2O(sin ajustar) Calcular el volumen de oxgeno, medido en
condiciones normales, que se consume cuando se producen 212 L de
CO2 , tambin medidos en condiciones normales.1..Escribimos la
ecuacin qumica ajustada:C3H8 + O2 CO2 + H2O 32.. Calculamos el
volumen de O2 , en c.n., que se consume cuando se producen 212 L de
CO2, en c.n., recordando que en Dato de partidax 22,4 L CO21 mol
CO2Conversin de L de CO2 a moles de CO2x 3 mol CO25 mol O2Relacin
molar entre el CO2 y el O2 en la reaccin.x 1 mol O222,4 L
O2Conversin de moles de O2 en L de O2=212 x1 x5 x22,4 L22,4 x3 x1 =
353,3 L O2 4 5condiciones normales (1 atm, 273 K), un mol de
cualquier gas ocupa 22,4 L de volumen :
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*Clculos con volmenes de gases (en condiciones no normales)Para
determinar el volumen de un gas en unas condiciones determinadas
(distintas de las normales) utilizamos la ecuacin de estado de los
gases ideales:En estos ejercicios debemos hallar el volumen de un
reactivo o producto de una reaccin, conocida la masa o el volumen
de otro (reactivo o producto), basndonos en la estequiometra de la
reaccin, como hicimos anteriormente, pero los volmenes pueden estar
medidos en condiciones distintas de las normales.p = presin en atm
V = volumen en Ln = cantidad de sustancia en moles (Constante de
los gases)T = temperatura absoluta en K Qu volumen ocupan 2 moles
de O2 medidos a 1,5 atm y 10 C? Aplicamos la ecuacin anterior,
despejando el volumen: T = t + 273 =10 + 273 = 283 KCuntos moles
hay en un volumen de 22,4 L de CO2 , medidos a 2 atm y 27 CT = t +
273 =27 + 273 = 300 KAplicamos la ecuacin anterior, despejando el n
de moles n:
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*Cuando el carbonato de calcio reacciona con el cido clorhdrico
se obtienen cloruro de calcio, dixido de carbono y agua. Qu volumen
de dixido de carbono, medidos a 18C y 1,2 atm, se formar cuando
reaccionan totalmente 250,0 g de carbonato?.Datos: CaCO3 = 250,0 g
P(Ca) = 40 g ; P(C) =12 g P(O) = 16 gCaCO3 (s) + HCl (aq) CaCl2 (s)
+ CO2 (g) + H2O () Escribimos la reaccin ajustada: 2 Las masas
molares de las sustancias que intervienen en el problema son:
P(CaCO3 ) = 100 g/mol; Calculamos los moles de CO2 que se formar a
partir de los 250 g de CaCO3 :Dato de partidaConversin de g de
CaCO3 en moles de CaCO3Relacin molar entre CaCO3 y CO2 en la
reaccin Ca = 40 gC = 12 g100 gO = 3x16 g Finalmente pasamos estos
moles a litros en las condiciones de presin y temperatura
indicadas.n= 2,5 molT= 18 + 273 = 291 Kp= 1,2 atm
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