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Hola, necesito la resolucion de los siguientes problemas

1) Se hizo reaccionar 350 g de piedra caliza (90% de pureza en carbonato (IV) de calcio) con 350 cm³ de una solucion acuosa 3 M de HCl, segun la siguiente reaccion:

CaCO₃ (s)  + 2HCl (ac) → CaCl₂ (ac) + CO₂ (g) + H₂O

determina:
a) cual es el reactivo en exceso y que masa del mismo queda sin reaccionar
b) que masa de cloruro de calcio se formara si el rendimiento de la reaccion es del 82%
c) el volumen de dioxido de carbono formado con igual rendimiento y a 20ºC y 2 atm.


2) Al hacer reaccionar 90 g de aluminio (80% de pureza) con 5 dm³ de disolucion 1,5 molar de HCl se obtienen 40 dm³ de H₂ gaseoso en CNPT, de acuerdo a la siguiente reaccion:

2 Al (s)  + 6 HCl (ac) →  2AlCl₃ (ac)  + 3 H₂ (g)
calcula:
a) el reactivo limitante
b) el rendimiento de la reaccion
c) la masa de cloruro de aluminio formada
d) el volumen que ocupara el hidrogeno obtenido a 20ºC y 0,89 atm

Hola,

Pm (CaCO₃) = 100
Pm (HCl) = 36,5
Pm (CaCl₂) = 111
Pm (CO₂) = 44



Masa de CaCO₃ = 350·0,90 = 315 g

315 g de carbonato son 315/100 = 3,15 mol

350 mL 3 M de HCl contine 3·0,35 = 1,05 mol

Como cada mol de CaCO₃ necesita el doble de HCl y del primero hay 3,15 mol necesitariamos 6,3 mol de HCl que no tenemos (solo hay 1,05). Por lo tanto el limitante es el HCl

CaCO₃ (s)  + 2HCl (ac) → CaCl₂ (ac) + CO₂ (g) + H₂O
1,05/2             1,5          1,05/2        1,05/2    1,05/2
0,525              1,5           0,525         0,525     0,525

Queda sin reaccionar 315 - 0,525·100 = 262,5 g (reactivo en exceso)



masa de cloruro de calcio = 0,525·0,82·111 = 47,78 g


De CO₂ se han formado 0,525 (al 100%). Al 82% seran 0,525·0,82 = 0,43 mol

V = n·RT/P = 0,43·0,082·293/2 = 5,16 L

Pm (Al) = 27
Pm (HCl) = 36,5
Pm (AlCl₃) = 133,3

masa aluminio = 90·0,80 = 72 g    =>     moles = 72/27 = 2,66 mol de Al

5 dm³ de disolucion 1,5 molar de HCl contiene 5·1,5 = 7,5 mol de HCl

40 dm³ de H₂ gaseoso en CNPT son     n = P·V/(RT) = 1·40/(0,082·273) = 1,79 mol



Es el HCl

2 Al (s)  + 6 HCl (ac) →  2AlCl₃ (ac)  + 3 H₂ (g)
7,5/3         7,5             7,5/3            7,5/2
 2,5           7,5              2,5              3,75         

Sobra de Al = 2,66 - 7,5/3 = 0,16 mol   (0,16·27 = 4,32 g)



Se ha obtenido 1,79 mol de H₂ y se deberían haber ontenido 7,5/2 = 3,75

El rendimiento es = (1,79/3,75)·100 = 47,7 %

c) la masa de cloruro de aluminio formada

moles de AlCl₃ = 7,5/3 = 2,5 (al 100% de rendimiento). Al 47,7 se habrían obtenido 2,5·0,477 = 1,19 mol (1,19·133,3 = 158,6 g)



moles de H₂ obtenidos  1,79

V = nRT/P = 1,79·0,082·293/0,89 = 48,3 L