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Estequiometría, ejercicios 12 y 13 - Contenido educativo

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Subido el 11 de diciembre de 2023 por Segismundo P.

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Buenos días, vamos a resolver los ejercicios 12 y 13 que teníamos para hoy. 00:00:00
Empezamos con el ejercicio 13. 00:00:07
Nos dice que tenemos que calcular la pureza en tanto por ciento en peso de una muestra de sulfuro de hierro 2, 00:00:10
sabiendo que al tratar 0,5 gramos de la muestra con ácido clorhídrico, 00:00:17
se desprenden 100 mililitros de sulfuro de hidrógeno gas, 00:00:22
medidos a 27 grados Celsius y 760 milímetros de mercurio. 00:00:26
El otro producto de la reacción es cloruro de hierro. 00:00:32
Vamos a empezar por plantear la reacción química para ajustarla y resolver. 00:00:34
Nos dice que tenemos sulfuro de hierro 2. 00:00:41
Recordad que los sulfuros siempre tienen un número de oxidación en el sulfuro menos 2. 00:00:44
Como es con el hierro 2, pues tendremos simplemente FeS. 00:00:53
Entonces tratamos 0,5 gramos de esta muestra, de la muestra a la que queremos saber qué pureza tiene, 00:01:03
de la muestra, lo tratamos con ácido clorhídrico. 00:01:10
No nos dice cantidad, entonces se entiende que es cantidad suficiente para que reaccione todo el sulfuro de hierro 2 que haya en esa muestra. 00:01:19
Y se desprenden 100 mililitros de sulfuro de hidrógeno gas. 00:01:31
El sulfuro de hidrógeno es el H2S. 00:01:36
Dice que se desprenden 100 mililitros, 00:01:44
medidos a 27 grados Celsius y 760 milímetros de mercurio. 00:01:51
El otro plus de reacción es el cloruro de hierro 2. 00:02:07
Tendríamos hierro, cloro, como es de hierro 2, pues ahí tenemos 2, porque el cloruro tiene menos 1. 00:02:13
Aquí tenemos 2 hidrógenos, tenemos 2 cloros, 2 cloros, 1 hierro, 1 hierro, 1 azufre y 1 azufre. 00:02:23
Ahí estaría ajustada la reacción. 00:02:36
Aquí tenemos lo que realmente hemos gastado de la muestra, pero lo que queremos saber es la masa real que se ha gastado. 00:02:38
Que será algo menor que la de la muestra y luego la relación entre la masa teórica que está en la real. 00:02:48
La real es la que se ha gastado. 00:02:56
Si tenemos que calcular la masa teórica, ¿qué produciría esta cantidad de sulfuro de dihidrógeno? 00:02:58
Básicamente lo que vamos a hacer es el recorrido aquí directamente del volumen, como es un gas, y de las condiciones con P por V igual a nRT. 00:03:09
Podemos sacar el número de moles de sulfuro. 00:03:21
Del número de moles por las relaciones tequiométricas va a ser lo mismo porque es 1-1. 00:03:27
Tenemos el número de moles de sulfuro de hierro 2. 00:03:32
Y de aquí con la masa molar tendríamos la masa teórica. 00:03:37
Vamos a hacer esta primera parte. 00:03:41
Tenemos claro que la temperatura son 27 grados Celsius más 273. 00:03:43
Para pasarlo a Kelvin, 7 y 3 es 10, me llevo 1. 00:03:54
7 y 2 es 9 y 1 es 10, me sigo llevando. 00:03:58
2 y 1 es 3 y me daría 300 Kelvin. 00:04:02
Y luego sabemos que la presión de 760 milímetros de mercurio es lo mismo que 1 atmósfera. 00:04:05
Milímetros de mercurio se van con milímetros de mercurio, 760 se van con 760 y me queda 1 atmósfera. 00:04:27
Entonces tenemos la presión de 1 atmósfera, la temperatura de 300 Kelvin y el número de moles. 00:04:36
Básicamente es P por V dividido por RT. 00:04:44
Es decir, 1 atmósfera por el volumen son 100 mililitros. 00:04:51
Como tenemos que poner en litros, esto es lo mismo que 0,1 litros. 00:04:56
R es 0,082 atmósferas por litro dividido por mol y Kelvin. 00:05:01
Y la temperatura son 300 Kelvin. 00:05:13
Aquí ya si simplificamos cosas, atmósferas se van con atmósferas, litros se van con litros, Kelvin con Kelvin y me quedan moles. 00:05:19
Y ahora tengo 0,1 entre 0,082 por 300. 00:05:28
Vamos a poner la calculadora. 00:05:34
Es 0,1 entre 0,082 por 300. 00:05:38
Y esto me da 4,07 por 10 a la menos 3 moles. 00:05:48
De aquí pasaríamos al número de moles de hierro, pero como están en relación estequimétrica 1,1, 00:05:57
pues puedo decir que el número de moles de hierro es 0,1. 00:06:03
De aquí pasaríamos al número de moles de hierro, pero como están en relación estequimétrica 1,1, 00:06:08
pues puedo decir que el número de moles de hierro es 0,1. 00:06:15
Aquí vemos el factor de conversión para que no haya lugar a dudas. 00:06:19
Si partimos de los 4,07 por 10 a la menos 3 moles de hidrógeno, 00:06:23
y ahora ponemos abajo moles de sulfuro, 00:06:34
y arriba moles de sulfuro de hierro 2. 00:06:40
En relación estequimétrica es de 1 a 1, o sea que no cambia, es lo mismo. 00:06:48
Lo podríamos haber hecho directamente, pero bueno, por si a alguien le queda duda. 00:06:51
Y nos queda 4,07 por 10 a la menos 3 moles de sulfuro de hierro 2. 00:06:54
Y ahora ya simplemente queremos saber cuál es la masa de este número de moles de sulfuro de hierro. 00:07:04
Entonces para eso lo primero que tenemos que calcular es la masa molar del sulfuro de hierro 2. 00:07:10
Entonces vamos a la tabla periódica. 00:07:18
A ver, el hierro es 55,85, redondeando, y el azufre es 32. 00:07:21
Vale, pues 55,85 más 32, y esto me da 5,27, y 3,58. 00:07:30
87,85 gramos partido por 1. 00:07:48
Partido por mol. 00:08:01
Y ahora ya podemos decir que la masa de sulfuro de hierro, la teórica, o del sulfuro de hierro puro, 00:08:03
que ha reaccionado, pues va a ser 4,07 por 10 a la menos 3 moles por 87,85 gramos partido por mol. 00:08:10
Me dará la masa en gramos. 00:08:26
Si vamos a la calculadora, tenemos aquí todavía el dato de antes, por 87,85. 00:08:28
Esto nos da 0,357 gramos de sulfuro de hierro 2. 00:08:40
Vale, y ahora lo que queremos saber es qué porcentaje de la muestra representa estos 0,357 gramos. 00:08:55
Es decir, el tanto por ciento de pureza será la masa del reactivo puro, o la masa teórica, que es 0,357. 00:09:04
Recordad que siempre pureza es con los reactivos, y si es rendimiento es con los productos. 00:09:20
Estos son gramos entre 0,5 gramos, que es la muestra completa. 00:09:26
Esto nos daría el tanto por 1, y para tener el tanto por ciento, pues multiplicamos por 100. 00:09:33
Vale, entonces vamos a operar esto. 00:09:38
Esto es entre 0,5 y por 100, bueno, pues 71,4. 00:09:43
71,4 por ciento. 00:09:53
Bueno, serían 71,4 la pureza. 00:10:00
Vale, vamos a ver ahora el ejercicio 13. 00:10:04
Bien, pues vamos a hacer ahora otro ejercicio también de riqueza o de pureza. 00:10:07
En este caso lo que tenemos es una piedra, una roca de caliza. 00:10:12
La caliza sabéis que el componente mayoritario es el carbonato de calcio. 00:10:19
Vamos a ir formulando la reacción. 00:10:23
Para la reacción tenemos el carbonato de calcio. 00:10:25
Recordad que el carbonato viene del ácido carbónico, que es H2. 00:10:30
Al haber pedido los hidrógenos esto tendrá un número de oxidación menos 2, el carbonato, y el calcio tendrá un número de oxidación más 2. 00:10:34
Nos preguntan, al reaccionar con el cloruro de hidrógeno, 00:10:43
nos dicen que se forman 10 litros de dióxido de carbono, 00:10:49
y además del dióxido de carbono siempre en las reacciones de ácidos con carbonato se va a producir agua 00:10:53
y la sal correspondiente, que en este caso la sal es la que resulta del cloro por el calcio, 00:10:59
es decir, cloruro de calcio, que como el calcio es más 2 y el cloro es menos 1, pues será dicloruro de calcio. 00:11:06
Vale, bueno, pues aquí tenemos dos hidrógenos, dos cloros, aquí ponemos un 2, 00:11:14
aquí tenemos tres oxígenos, tres oxígenos, un carbono, un carbono, un calcio y un calcio, el resto estaría todo ajustado. 00:11:18
Lo primero que vamos a ver es la masa real de carbonato de calcio que ha reaccionado para producir 10 litros de dióxido de carbono, 00:11:27
es muy similar al 12 que hemos hecho anteriormente. 00:11:38
Entonces, para obtener el número de moles de CO2, sabemos que se han obtenido 10 litros, 00:11:41
medidos a 18 grados Celsius, que si lo ponemos ya en Kelvin, ponemos más 2, 7, 3, vale, 00:11:47
tenemos 8 y 3, 11, me llevo una, 7 y una, 8 y una, 9 y 2, estos serían 291 Kelvin. 00:11:58
Y 752 milímetros de mercurio, esto es la temperatura y presión, pues son 752 milímetros de mercurio, 00:12:09
que si lo pasamos a atmósfera, sabemos que una atmósfera son 760 milímetros de mercurio. 00:12:26
752 entre 760, y esto me da 0,989 atmósferas. 00:12:39
Para saber el número de moles, pues hacemos N es igual a P por V entre RT, 00:13:00
entonces N va a ser igual a 0,989 atmósferas por 10 litros entre 0,082 atmósferas por litro partido por mole Kelvin, 00:13:11
y la temperatura son 291 Kelvin. 00:13:31
Esto se va con esto, esto con esto, esto con esto, y me caerían moles, y operamos. 00:13:39
Vale, tenemos todavía el dato anterior, así que hacemos por 10, ahora lo dividimos entre 0,082 por 291, 00:13:46
y esto nos da 0,415 moles de dióxido. 00:14:04
Igual que antes el número de moles de dióxido, la relación estequiométrica para achacar el número de moles de carbonato es 1 a 1, 00:14:16
por tanto lo podemos escribir directamente sin hacer factor de conversión, el número de moles de carbonato es igual que el número de moles de CO2, 00:14:24
y por tanto 0,415 moles de carbonato. 00:14:31
Vale, para saber cuál es la masa de estos moles de carbonato, vamos a calcular la masa molar del carbonato, 00:14:39
la masa del calcio son 40,07, la del carbono 12 y la del oxígeno 16, 00:14:49
entonces va a ser calcio 40, más el carbono 12, más el oxígeno que son 3 por 10, más, 3 por 6, 18, me llevo una, 3 por 3, 48, 00:15:00
son 8 y 2, 10, 0, me llevo una, 5 y 4, 9, 100, vale, estos son 100 gramos por mole, 00:15:18
por tanto la masa de carbonato real va a ser 0,415 moles de carbonato por 100 gramos partido por mole de carbonato, 00:15:26
y esto me da 41,5 gramos, 41,5 gramos de carbonato, 00:15:47
fijaros que tengo, si tengo 41,5 gramos y la riqueza es del 85,3%, la piedra caliza, fijaros lo que tendré es la masa real, 00:15:59
es decir, la masa, el 85,3% será, primero ponemos el tanto por 1, masa de carbonato, entre la masa de toda la muestra, 00:16:10
es decir, la masa de caliza, y por 100, vale, de aquí conocemos todas menos la de caliza, 00:16:24
entonces ya podemos poner que la masa de caliza es la masa de carbonato que es 41,5, 41, vamos a ponerlo bien, 00:16:33
41,5 por 100 entre el 85,3%, vale, si operamos esto, 00:16:46
41,5 por 100 entre el 85,3%, y esto me da 48,6 gramos de caliza, 00:16:59
vale, y con esto estaría, para el próximo día intentaré hacer el 20 y el 21 de los ejercicios, vale, y los subiré corregidos, 00:17:28
con esto estaría todo, venga, un saludo para todos y que vaya bien el día. 00:17:38
Idioma/s:
es
Autor/es:
Segismundo Peláez Lirola
Subido por:
Segismundo P.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
10
Fecha:
11 de diciembre de 2023 - 12:15
Visibilidad:
Público
Centro:
IES GUSTAVO ADOLFO BÉCQUER
Duración:
17′ 43″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
63.40 MBytes

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