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¿Cómo se resuelve un problema estequiométrico utilizando los factores de conversión?


1)El níquel reacciona con ácido sulfúrico según: 2Ni + 3H₂SO₄ -->  Ni₂(SO₄)₃+ 3H₂

a) La masa en gramos  de  Ni₂(SO₄)₃  obtenido a partir de 1,033 (gr)  de Ni  al 60 % de pureza  
b)Calcule el volumen en litros de hidrógeno desprendido, a 25 ºC y 1 atm, cuando reaccionan
1,033 (gr)  de níquel al 60%  exceso de ácido sulfúrico.

Datos: R = 0 082 atm·L·K^-1·mol^-1. Masa atómica: Ni = 58,7


2).a)Calcule la molaridad de una disolución de HNO3 de  36 (%)  de riqueza en peso y densidad 1,267 (g/ml)
b) Si a 38 (ml) de la disolución anterior le añadimos un litro de agua, calcula la molaridad de la disolución diluida.

Masas atómicas: H = 1; N = 14; O = 16;


5.Una disolución de HNO₃; 15 M tiene una densidad 1,267 (g/ml). Calcule:
a) La concentración de dicha disolución en tanto por ciento en masa de HNO₃.

Hola compañero, resolver un problema mediante cálculos estequiométricos lejos de parecer una gran dificultad es un gran arma, los factores de conversión no son más que la relación que existen entre las distintas unidades que nos permite llegar al resultado buscado pensando en las unidades buscadas, se usa en cualquier ámbito científica y no solo en la química ni en en el cálculo estequiométrico.

En el caso concreto de los cálculos estequiométricos el dato que nos den (masa o volumen, cualquier otro dato NO) lo pasamos a moles, posteriormente pasamos de moles que me dan a moles de lo que me piden (la relación entre estos es el coeficiente estequiométrico que es el numerito que ponemos al ajustar las reacciones) y por último de los moles que piden a datos que me piden, nuevamente han de ser masa o volumen.

2Ni + 3H₂SO₄ -->  Ni₂(SO4 )₃+ 3H₂ el dato que nos dan son los gramos de Ni, pero ojo que no son puros, sólo vale el 60%, el resto son impurezas.

                            1 mol de Ni            1  mol de Ni₂(SO₄)₃   405,57 g de  Ni₂(SO₄)₃
1,033.0,6 g de Ni x------------------x-----------------x------------------------------ = 2,14 g de Ni₂(SO₄)₃
                            58,7   g de Ni         2   mol de Ni           1 mol de Ni₂(SO₄)₃

Aqui empezamos igual pero como nos piden un volumen, calculamos los moles y al tratarse de un gas calculamos el volumen con P.V=n.R.T


                           1 mol de Ni            3  mol de H₂
1,033.0,6 g de Ni x------------------x----------------- = 0,9297 mol de H₂
                           58,7   g de Ni         2   mol de Ni  

1.V=  0,9297.0,082.298    V=22,72 L  de H₂

Lo que hay que tener en cuenta en una disolución es que la concentración es independiente del volumen que cojamos de la misma, a mis alumnos siempre les hago la misma pregunta:

¿Que está más salada el agua de mar que recojo con un cubo a ola que recojo con un vaso? siempre me contestan que estan igual de saldas, es decir independientemente del volumen que tengamos de la misma disolución su concentración es la misma. Con todo esto llegamos a la conclusión de que si no nos dan un cierto volumen podemos coger por nuestra cuenta el que más nos interese para calcular su concentración en cualquiera de sus expresiones. OJO! sólo para calcular concentraciones.

a)Yo suelo coger 1L de disolución, que la densidad sea de 1,267 g/mL es igual que 1267g/L, lo cual significa que por cada litro de disolución vamos a tener una masa de disolución de 1267 gramos. El % que nos dan hace referencia al porcentaje en masa del soluto en esa disolución, es decir, el 36% de la masa de la disolucín es el soluto y el resto es disolvente.

ms=0,36.1267=456,12 g de soluto (HNO₃)  ns=456,12:63=7,24 mol de HNO₃
md=1267-456,12=810,88 g de disolvente (H₂O)
vD=1 L de disolución

Molaridad son los moles de soluto por cada litro de disolución: M=ns/vD=7,24/1=7,24 M o lo que es lo mismo 7,24 mol/L

b) Ya sabemos su molaridad independientemente del volumen que cojamos. Ahora si echamos agua encima lo que estamos haciendo es diluyendo es decir hacemos que la disolución sea menos concentrada. Ahora si que nos dan un volumen de la disolución a la cual añadimos 1 litro de agua, fijate bien que al mezclar estas cantidades lo único que hemos variado es el disolvente, el soluto que hay en los 38 mL van a seguir estando al final, antes de la mezcla vamos a calcular esos moles, recuerda que tenemos 7,24 mol/L y tenemos 0,038L (38 mL), asi que ns=0,038.7,24=0,275 mol de soluto, el volumen de la disolución será la suma de los volúmenes tras la mezcla vD=1+0,038=1,038 L de disolución.

Con estos datos calculamos la molaridad: M=ns/vD=0,275/1,038=0,265 M

Muchas Gracias por todo Roicid,me ha servido de gran ayuda.