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Ejercicios de Estequiometría 8 y 11 - Contenido educativo

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Subido el 30 de noviembre de 2023 por Segismundo P.

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Bueno, pues vamos con la segunda tanda de ejercicios. 00:00:00
En principio son el 8 y el 11, así que vamos a corregirlos para ver si lo que habéis intentado lo habéis hecho correctamente. 00:00:05
Dice, en un recipiente se introducen 1,5 litros de propano. 00:00:15
Nos da la fórmula del propano, pues todavía no hemos visto la parte de orgánica. 00:00:20
Y 10 litros de oxígeno y se inicia la combustión de la mezcla. 00:00:24
Primero, tened claro que conocemos lo que es una combustión. Escribimos hidrocarburo, C3H8, que se combina con el oxígeno. 00:00:29
Y siempre que tenemos una combustión se va a producir CO2 más agua. 00:00:42
Lo primero para poder trabajar con esto es ajustar la reacción. 00:00:50
Tenemos aquí 3 carbonos, vamos a tener 3 moléculas de CO2. 00:00:55
Siguiente, hidrógenos tengo aquí 8, voy a poner 4 moléculas de agua. 00:01:00
Y ahora oxígenos tengo 4 de aquí y 3 por 2, 6. 6 y 4, 10. Pues aquí tendré un 5. 00:01:08
Comprobamos que ya queda todo ajustado. 3 carbonos, 3 carbonos. 8 hidrógenos, 4 por 2, 8 hidrógenos. 00:01:15
5 por 2, 10 oxígenos. Y es 3 por 2, 6 más 4, 10 oxígenos. 00:01:23
Vale, entonces tenemos de propano, aquí nos dice 1,5 litros. 00:01:29
Y de oxígeno, 10 litros. 00:01:35
Y nos preguntan que cuál es el reactivo limitante. 00:01:43
Bueno, lo primero que tenemos que ver es la proporción. Esta proporción la podemos leer como proporción en volumen también. 00:01:46
Es decir, por 1 litro de propano necesita 5 litros de oxígeno para la combustión. 00:01:52
Entonces, si aquí tengo 1,5 litros de propano, vale, para 1,5 litros de propano. 00:02:00
Vamos a ver cuánto oxígeno necesitamos. Podemos hacerlo directamente multiplicando por 5. 00:02:12
O si queréis, con el factor de conversión, litros de oxígeno, litros de propano. 00:02:17
Y aquí como son volúmenes, pues aplicamos las proporciones estequiométricas. 00:02:23
Es decir, 1 litro de propano, 5 litros de oxígeno. 00:02:29
Esto lo cancelamos con esto. 00:02:35
Y tenemos 1,5 por 5, pues son 5 por 0,5 es 2,5, más 5 por 1 es 5, pues 7,5. 00:02:37
7,5 litros de oxígeno. 00:02:46
Es decir, para esta cantidad de propano me sobraría oxígeno. 00:02:50
Por tanto, el reactivo limitante va a ser el propano. 00:03:00
Entonces ya podemos poner reactivo limitante va a ser el propano. 00:03:05
¿Qué significa esto? Que se van a gastar los 1,5 litros de propano. 00:03:19
Por aquí se gastan 1,5 litros de propano y con esta cantidad, pues 7,5 litros de oxígeno. 00:03:24
Esto no nos lo piden, lo estoy poniendo un poco para que lo tengamos claro. 00:03:38
Entonces, ¿cuánto oxígeno sobra? 00:03:42
Sobra, vamos a ver si tenía 10 litros de oxígeno y hemos gastado 7,5 litros de oxígeno. 00:03:45
Me sobran 2,5 litros de oxígeno. 00:03:53
Cuando haya ocurrido, entonces cuando ocurra toda la reacción, este oxígeno todavía me va a quedar como sobrante, como reactivo en exceso. 00:04:00
Me dice, ¿cuál será la composición de la mezcla final? 00:04:09
Evidentemente, la reacción va a ocurrir hasta que todo el propano se gaste. 00:04:12
Una vez que todo el propano se haya gastado, vamos a ver cuánto CO2 y cuánto agua se ha producido. 00:04:18
Y además del CO2 y el agua que se ha producido, nos van a quedar los 2,5 litros de oxígeno sobrantes. 00:04:31
Como ya os he comentado cuando habíamos los reactivos limitantes, el volumen del reactivo limitante es el que tenemos que tener en cuenta para realizar el resto de cálculos. 00:04:37
Entonces, para saber cuánto volumen de CO2 se produce, pues hago volumen de CO2 y parto siempre del reactivo limitante de 1,5 litros de propano. 00:04:48
Multiplicamos por un factor de conversión, entonces pongo aquí litros de propano y lo que quiero saber que es litros de CO2 y aplico los coeficientes tecmétricos para el propano un 1 y para el dióxido un 3. 00:04:59
Ponemos aquí igual, esto se va con esto y 1,5 por 3 son 4,5 litros de CO2. 00:05:21
Se van a producir 4,5 litros de CO2. 00:05:32
Vamos a ver cuánto agua en estado gaseoso se produce H2O y igualmente partimos del número de litros de propano. 00:05:35
C3H8, factor de conversión, litros de C3H8 y litros de agua que se producen. 00:05:46
Por cada litro de propano que gasto, que es el 1 que tengo aquí, se producen 4 litros de agua en estado gas, sería aquí. 00:05:56
Estamos contando con que son todos en estado gas. 00:06:08
1,5 por 4 son 6 litros de agua en estado gaseoso y además de esto tengo también los 2,5 litros de oxígeno iniciales. 00:06:10
Nos dice la composición final de la mezcla, con esto en principio tendríamos la composición final de la mezcla. 00:06:34
Tenemos aquí todas las sustancias que han tomado parte con la proporción que queda al final. 00:06:41
Opción adicional, aquí si os fijáis en el resultado lo da también en tanto por ciento. 00:06:48
No voy a perder tiempo en hacerlo en tanto por ciento, simplemente para hacer esto sería sumar el volumen total. 00:06:53
6 y 4,5 y 10,5 más 2,5 son 13, tendría 13 litros de volumen total. 00:06:59
Para ver el porcentaje hago 6 entre 13 por 100, tendría este porcentaje, 4,5 entre 13 por 100 y 2,5 entre 13 por 100 y sacaría estos porcentajes de aquí. 00:07:11
Vamos a hacer otro ejercicio que es el 11, vamos a rescatar donde está el enunciado, importar imagen, es el ejercicio 11, seleccionar imagen y lo ponemos aquí en esta esquinita. 00:07:23
Cuando se calienta una mezcla de clorato de potasio y azufre se produce una reacción muy exotérmica que conduce a la formación de cloruro de potasio y dióxido de azufre. 00:07:40
Si la mezcla contiene 10 gramos de clorato de potasio y 5 gramos de azufre, qué reactivo estará en exceso y qué cantidad de dióxido de azufre se formará. 00:07:59
Lo primero que tenemos que recordar, os lo he dicho ya en bastantes ocasiones que la formulación la tenemos que tener presente durante todo el curso, entonces vamos a ver cuál es el clorato de potasio. 00:08:08
El clorato viene de un oxoácido, es el ión que se forma de un oxoácido y es del ácido clórico, el ácido clórico si recordáis era el HClO3, este es el ácido clórico, recordad ClO hipocloroso, ClO2 cloroso, ClO3 clórico y ClO4 perclórico. 00:08:25
Entonces el clorato será el que se forma cuando se pierde un hidrógeno, ión y nos queda el ClO3- y si se combina con el potasio que es un alcalino, es decir, tiene el número de oxidación más 1, empezamos a escribir aquí la ecuación KClO3. 00:08:52
El KClO3 lo combinamos con el azufre y nos dice que se produce una reacción muy exotérmica, es decir, que desprende mucho calor, cloruro de potasio, el cloruro viene del ácido clorídrico o del cloruro de hidrógeno, entonces sería simplemente KCl y dióxido de azufre que es SO2. 00:09:14
Vamos a empezar a ajustar esto, aquí tenemos 3 oxígenos y aquí 2, la única forma de ajustar esto es intercambiando estos subíndices como coeficientes, aquí pondría 3 y aquí pondría 2. 00:09:39
Ahora lo siguiente que hacemos, siempre dejamos las sustancias simples para el final porque nos sirve para terminar el ajuste. Aquí tengo 2 de potasio y 2 de cloro, pues 2 de cloruro de potasio y finalmente como tengo 3 azufres que lo único que está descuadrado, pues aquí pondría un 3. 00:10:00
Recordad el ajuste, hay que hacerlo bien, si no hacemos el ajuste bien, pues el resto de cálculos ya los vamos a tener descuadrados. 00:10:17
Vamos a ver, nos dice que la mezcla tiene 10 gramos de clorato de potasio y 5 gramos de azufre y lo primero que tenemos que ver es que reactivo estará en exceso y el otro por supuesto será el limitante. 00:10:26
Lo primero para poder comparar, no podemos comparar en masas, en el anterior era muy sencillito porque comparábamos volúmenes, pero en este tengo que comparar en cantidad de sustancia, es decir, en número de moles. 00:10:44
Entonces, para calcular el número de moles, primero vamos a ver la masa molar, vamos a calcular aquí del clorato de potasio, no vamos a la tabla periódica y tenemos el potasio 39, el cloro era 35,5 y el oxígeno 10. 00:10:53
Vamos a nuestra calculadora y hacemos 39 más 35,5 más 3 por 16 y esto nos da 122,5 gramos por mole. 00:11:23
Y del azufre, en realidad aquí es masa atómica, pero si lo ponemos como masa molar para que esté en gramos por mol, el azufre es 32,6 que lo aproximamos a 32, son 32 gramos por mol. 00:11:53
Vale, pues entonces ya si vamos a ver el número de moles, el número de moles del clorato va a ser 10 gramos de clorato que multiplicamos por un factor de conversión en el que nos cargamos los gramos de clorato y pasamos a moles. 00:12:13
Podéis hacerlo así o podéis hacerlo simplemente haciendo masa entre masa molar. Esto lo dejo al gusto de cada uno. 00:12:39
122,5, 1, cancelamos esto y entonces tenemos 10 entre 122,5, 10 entre 122,5, 0,082 podemos poner para no perder precisión ahora, 0,082 moles 00:12:46
de clorato. Por otro lado para el azufre, pues tenemos 5 gramos de azufre, igualmente si ponemos factor de conversión, moles de azufre y tenemos 32 gramos por un mol de azufre. 00:13:16
Y aquí operamos 5 entre 32 y tenemos 0,156 moles de azufre. 00:13:36
Tienen que estar en proporción de 2 a 3, o sea, por cada 2 moles de clorato tengo que tener disponibles para reaccionar 3 moles de azufre. 00:13:58
Bueno, cogemos por ejemplo este de aquí y vamos a ver cuántos moles de azufre le corresponderían. 0,082 moles de clorato, divido entre moles de clorato y multiplico por moles de azufre. 00:14:08
Y ahora vemos la proporción estequiométrica, 2 para el clorato frente a 3 para el azufre. Entonces tengo que hacer 0,082 por 3 y entre 2, 0,082 por 3 y entre 2 y esto nos da 0,123. 00:14:27
Es decir, por cada 0,082 moles de clorato necesito 0,123 y tengo 0,156, por tanto el azufre está en exceso. 00:14:57
Cuando reaccione esto me va a sobrar azufre. ¿Cuánto va a sobrar? Pues 0,156 menos 0,123. 00:15:15
Entonces, evidentemente este de aquí es el reactivo limitante, el clorato es el limitante y como reactivo limitante es el que vamos a utilizar para todos los cálculos que hagamos de ahora en adelante. 00:15:28
Vamos a calcular la cantidad de dióxido de azufre directamente. Cuando me dice cantidad entendemos que es masa. Para poder hacer este cálculo lo primero que vamos a tener preparado es la masa molar del dióxido de azufre que no la tenemos, que será 32 más 16. 00:15:43
16 por 2 son 32 más 32 son 64 gramos por mol y vamos a plantear los factores de conversión. 00:16:13
Quiero acabar teniendo masa de dióxido de azufre. Recordad que en este caso partimos de moles del limitante, de moles de clorato. 00:16:25
Escribo lo que tenemos disponible, 0,082 moles de clorato de potasio y de aquí queremos pasar a moles de dióxido. Pongo moles de clorato en el denominador, moles del dióxido de azufre en el numerador y veo ahora la proporción estequiométrica. 00:16:36
Por cada 2 moles de clorato, lo tenemos aquí, pues pongo aquí un 2, se producen 3 moles de dióxido, pues ponemos aquí un 3. 00:16:57
Vamos a terminar esto, pues vamos a hacer el factor de conversión para terminar en masa. 00:17:07
Moles de dióxido, gramos de dióxido, gramos de dióxido tenemos 64, moles de dióxido 1 y ya aplicamos todo. Tengo que hacer 0,082 por 3 por 64 entre 2. 00:17:20
Vale, pues 0,082 por 3 por 64 entre 2, bueno pues hago directamente por 32, que terminamos antes. 00:17:46
Y esto me da 7,87 gramos de dióxido de azufre, 7,87 gramos de SO2. 00:18:01
Y con esto tendríamos el cálculo de masa de dióxido de azufre que se produce. 00:18:14
Fijaros, lo más importante aquí es que los cálculos los hacemos teniendo en cuenta el reactivo limitante. 00:18:20
Bueno, y con esto estarían los dos ejercicios de hoy. Preparad para el lunes 11, el 6 y el 9, y ya os subiré el vídeo de la corrección del 6 y el 9, pero trabajadlos antes, ¿vale? 00:18:25
Venga, pues que tengáis buen día. 00:18:38
Idioma/s:
es
Autor/es:
Segismundo Peláez
Subido por:
Segismundo P.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
82
Fecha:
30 de noviembre de 2023 - 18:49
Visibilidad:
Público
Centro:
IES GUSTAVO ADOLFO BÉCQUER
Duración:
18′ 42″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
65.51 MBytes

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