By Química General Ejercicios y conceptos de Estequiometria Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Química Departamento de Química Inorgánica y Nuclear Sección de Química General Serie de apoyo para la Asignatura Serie de Estequiometria Participantes: Castillejos Salazar Ad *González Pérez Jesú *Llano Lomas Merce Macías R. Martha *Müller Carrera Graciela Rojas T. Susana Responsables de la serie Mayo 2005. junio 2002 1/45 OF46 p moléculas o unidades formulares como el número de átomos en exactamente 12 g de carbon012.
El número de átomos en una muestra de 12 g de carbono-1 2, se llama número de Avogadro (NA) y tiene un valor de 6. 023 x 1023. Por lo tanto, un mol de moléculas, de átomos, etcétera, contiene el número de Avogadro. por ejemplo, una mol de etanol es igual a 6. 023 x 1023 moléculas de etanol. La masa molar de una sustancia es la masa de una mol de la sustancia. El carbono-12 tiene, por definición, una masa molar de exactamente 12 g/mol. Para todas las sustancias, la masa molar en gramos por mol es numéricamente igual al peso fórmula en unidades de masa atómica.
La fórmula empírica (o la fórmula más sencilla) para un compuesto es la fórmula de una ustancia, escrita con los índices con números enteros más pequeños. Para la mayor parte de las sustancias iónicas, la fórmula empírica es la fórmula del compuesto, pero con frecuencia éste no es el caso de las sustancias moleculares. por ejemplo, la fórmula del peróxido de sodio, Junio 2002 2/45 Ejercicios y conceptos de Estequiometr[a un compuesto iónico de Na+ y 022-, es Na202.
Su fórmula empírica es NaO. Por lo ta 46 fórmula molecular de un c un múltiplo de su fórmula la reacción balanceada, por lo que es consumido completamente cuando se efectúa una reacción hasta ser ompleta. El reactivo que no se consume completamente se denomina reactivo en exceso. Una vez que uno de los reactivos se agota, se detiene la reacción, por lo que las moles de producto siempre son determinadas por las moles presentes del reactivo limitante.
El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad máxima de producto que se puede obtener por una reacción a partir de cantidades dadas de reactivos y se calcula a partir de la estequiometria basada en el reactivo limitante. El porcentaje de rendimiento de un producto es el rendimiento real (determinado experimentalmente) xpresado como un porcentaje del rendimiento teórico calculado. Formas comunes para expresar la concentración de una disolución: Molaridad Molaridad = No. e moles de soluto VOLUMEN de la disolución en litros g de soluto PM de soluto/VOLUMEN de la disolución en litros Porcentajes La composición en porciento indica cómo están los porcentajes de la masa de cada eleme 3 46 en una cantidad dada de u en la disolución x 100 Volumen total de la disolución c) Porcentaje peso/volumen (p/v) masa del soluto en la disolución (g) x 100 Molalidad Molalidad = No. de moles de soluto soluto MASA del disolvente en Kg (PM soluto x MASA del disolvente (Kg) Normalidad Normalidad = No. e equivalentes de soluto Volumen de la disolución en litros Para la expresión de la concentración como normalidad se tiene que definir el equivalente de soluto de acuerdo a la reacción con la cual se trabaje. Fracción molar P. M. de x = No. de moles del componente ‘X’ No. total de mol de los componentes de la disolución Partes por millón En el caso de la primera fórmula debemos tener el peso del soluto y de la disolución en las mismas unidades (Kg) ppm: _ Peso del soluto x 108 Peso de la disolución g del soluto ppm = Kg de la disolución jumo 2002 4/45 4 46 27 g HCN 1 mol HCN ¿Cuántos gramos de metano, CH4 hay en 1. 0 x 10-4 moléculas?. 1. 20 x 104 moléculas CH4 x Imol CH4 6. 02 x 10 23 moléculas 16g 1 mol CH 4 = 3. 19 x 10-27 g ¿Cuántos moles de sulfuro de sodio, Na2S corresponden a 2. 709 x 1024 moléculas de sulfuro de sodio y cuántos moles de sodio?. 2. 709 x 1024 moléculas Nazs x 4. 5 mol Na2S x 1 mol Na 2 S = 4. 5 mol Na2S s 6 concentra una disolución que contiene 88% en masa de aguay 12% en masa de NaOH. Si la densidad de esta disolución es de 1. 1309 g/mL: ) ¿Cuántos iones OH- hay por mL de disolución? b) ¿Cuántos moles de iones sodio hay por ml- de disolución? 4. ?Qué volumen (ml_) de una disolución de etanol (C2H60) que tiene 94% de pureza en masa, contiene 0. 2 moles de etanol? . La densidad de la disolución es 0. 807 gm-lL. ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 10 ml_ de etanol? (considera que es una disolución acuosa). 5. Una aleación que contiene hierro (54. 7% en masa), níquel (45. 0 %) y manganeso (0. 3%) tiene una densidad de 8. 17 gramos sobre cm3: a) ¿Cuántas moles de hierro hay en un bloque de aleación que ide IOcm x 20cm x 15cm?. 6/45 Quimica General b) ¿Cuántos átomos de manganeso hay en la mitad del bloque que se menciona en el Inciso anterior?. . Una muestra de 50 gramos de calcopirita contiene 28 gramos de CuFeS2. ¿Cuál es el porcentaje de cobre en la 6 46 Una muestra de 3. 87 mg de ácido ascórbico (vitamina C) por combustión genera 5. 80 mg de C02 y 1. 58 mg de H20. ¿Cuál es la composición en porciento de este compuesto (el porcentaje de masa de cada elemento)?. El ácido ascórbico contiene solamente C, Hy O. 5. 8 x 10-3 g C02 x 1 mol CO 2 12gc 1 mol C = 1. 58 x 10-3 gc 44 g C02 . 58 mg 1. 58 x 10-3 g H20 x 1 mol H 20 1. 01 gH 2 mol H = 1. 77 x 10-4gH= 0. 177 mg 18gH20 1 mol H 7/45 7 46 y conceptos de Estequiometria 3. 5 = 3. 01 1. 64 ,0- 5. 66 Multiplicado todo por 2 H6 02 La composición en porciento del acetaldehído es de C, 9. 2% de H y 36. 3 de O, y su peso molecular es 44 uma. Determina la fórmula molecular del acetaldehído. c = gcx 1 mol 4. 54 mol C 9. 2 gHX =9. 11 mol H 8 46 toronjas, cuando se queman 5 gramos de este ácido se producen 6. 875 gramos de bióxido de carbono y 1. 875 gramos de agua, si 0. 25 moles de este compuesto equivalen a 48 gramos. ) ¿Cuál es la composición porcentual del oxiácido? b) ¿Cuál es la fórmula mínima del ácido? ) ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto orgánico? 10. El mentol, la sustancia orgánica que podemos oler en las pastillas mentoladas para la tos, se compone de carbono, hidrógeno y oxígeno. Una muestra de 100. 1 mg de mentol se quema en presencia de oxígeno, produciendo 282. 9 mg de bióxido de carbono y 115. 9 mg de agua. a) Determina la composición porcentual de cada elemento en la sustancia orgánica. b) ¿Cuál es la fórmula mínima del mentol?. c) Si 15. 6 gramos son 0. moles del compuesto ¿Cuál es su fórmula molecular?. 11.
Se determinó que un compuesto orgánico contiene solo 3 elementos: carbono, hidrógeno y cloro. Cuando se quemó por completo en el aire una muestra de 1. 5 gramos del compuesto, se produjeron 3. 52 g de C02. En otro experimento, el cloro de una muestra de un gramo del compuesto, se transformó en 1. 27 gramos de cloruro de plata. a) ¿Cuál es la masa en gra e cada elemento en 1. 5 46 gramos de muestra del compuesto? c) ¿Cuál es la fórmula mínima para esta sustancia orgánica? 12. La alicina es el compuesto que proporciona el olor aracterístico al ajo.
Al realizar un análisis de este compuesto se encuentra que tiene la siguiente composición porcentual: C:44. 4%, H:6. 21%, S:39. 5%, También se encuentra que su masa molar es igual a 162 g/mol. Calcula la fórmula empírica y la fórmula molecular de este compuesto. 13. En un experimento se obtuvo un compuesto de hierro y oxígeno que tienen 27. 65% de oxigeno y 72. 34% de hierro. Obtenga la fórmula mínima del compuesto. 14. En una reacción de combustión se queman 3 gramos de un compuesto orgánico, si se producen 8 gramos de COZ ¿Qué porcentaje en masa del compuesto es carbono?. . Determina el porcentaje en masa de hierro que hay en el cloruro férrico hexahidratado. 16. La vitamina E tiene 11. 21% en masa de hidrógeno. Si un mol de vitamina E contiene 3. 01 x 1025 átomos de hidrógeno; a) ¿Cuál es la masa molar de la vitamina E? b) ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay por molécula de vitamina III. EXPRESIONES DE LA CONCENTRACION Y DILUCIONES Problemas resueltos Una muestra de cloruro de sodio, NaCl, que pesa 0. 0678 g se coloca en un matraz volumétrico de 25. 0 ml_ y se afora con agua destilada. ¿Cuál es la molaridad de la 0 DF disolución resultante?.
