Foros Ciencias Galilei

La tostacion del sulfuro de Zinc genera Oxido de Zinc y Anhidrido Sulfuroso.
a) ¿Cuantos gramos de sulfuro de Zinc son necesarios para obteber 50 L de Anhidrido, si la reaccion se desarrolla a 300ºC y 750 mm Hg?
b) Cuantos gramos de Oxido de Zinc se obtendran al dejar reaccionar 5 L PTN de aire al 21% de Oxigeno con 5 g de Zinc?

- Hola, Pamelita:

La tostación es la reacción con oxígeno (quemar):  2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂ , ya ajustada (balanceada).



Los coeficientes de ajuste 2:3 → 2:2 son la relación natural en moles: Cada 2 mol de sulfuro de cinc reaccionarán con 3 mol de oxígeno para producir 2 mol de óxido de cinc y 2 mol de dióxido de azufre ("anhídrido sulfuroso").
Si se obtienen 50 l de SO₂ a T=300ºC y P=750 mm Hg, hay que aplicar P*V=n*R*T para ver cuántos moles de SO₂ son esos 50 l:

                 750                              ºC a K                              750*50
                 ---- * 50 = n * 0,082 * (300+273)       =>   n = -----------------  =
                 760                                                               760*0,082*573
           mm Hg a atm

= 1,05 mol de SO₂ se obtuvieron.


Recordemos la relación 2:3 → 2:2. El sulfuro de cinc y el anhídrido sulfuroso están en proporción 2:2. Como se obtuvieron 1,05 de SO₂, se emplearon también 1,05 mol de ZnS. (Pues 2:2 significa "los mismos mol de uno que de otro").
                                                                               m
Ahora, como nº mol = masa en g / masa molecular => n = ----- => m = n*M;   Hay que hallar la masa molecular del ZnS. Necesitamos las
                                                                               M
masas atómicas (te las darán siempre), Zn: 65,4 ; S:32 . Por tanto, M(ZnS)= 65,4+32=97,4  
                                                                              
Entonces, m(ZnO)=1,05*97,4=102,27 g de ZnS se necesitan.


El oxígeno de la reacción se toma del aire, que es gratis, jeje. Pero el aire "solo" tiene un 21% de oxígeno puro (el resto es nitrógeno y pocas-cosas-más).
Así que si tomo  5 l de aire, estoy asegurando 5*21/100 = 1,05 l de O₂ puro. Y de nuevo hay que pasar estos litros a moles a través de P*V=n*R*T :
Las condiciones "PTN" se refieren a condiciones normales de presión y temperatura, es decir: P=1 atm, T=0 ºC (=273 K), luego:

    1*1,05=n*0,082*273 => n = 1,05/(0,082*273) => n=0,047 mol de O₂
Volvamos a la relación en mol: 2:3→2:2, pero ahora solo queremos la relación oxígeno:óxido de cinc, que es 3:2 en ese orden. Ahora, mejor una pequeña proporcionalidad:

   3 mol O2        1,05 mol O2
  ----------- = --------------  => 3x=2,1 => x = 0,7 mol de ZnO se obtuvieron.
   2 mol ZnO             x

Como las masas atómicas son Zn: 65,4 ; O:16, convertidos a gramos son m = n*M = 0,7 * (65,4+16) => m = 56,98 g de ZnO se obtuvieron.

¡Hale, venga!