Question

A 80.00 ml de una solución 0.3 M de ácido sulfúrico se le agregan 8.00 g de bicarbonato de potasio de una
pureza del 90 % obteniéndose 4.00 g de sulfato de potasio según:
KHCO3 + H2SO4 ----> K2SO4 + CO2 + H2O

Calcular: Reactivo limitante y reactivo en exceso. masa de reactivo en exceso, moles de agua.

Answer 1

Los resultados de los cálculos estequiométricos son:

• el reactivo limitante es el ácido sulfúrico
• el reactivo en exceso es el bicarbonato de potasio
• la masa de ractivo excedente es 2.6 gramos de KHCO₃
• los moles de agua generados son 0.048 moles de agua

Cálculos estequiométricos

1) Balancear la ecuación química

2 KHCO₃ (aq) + H₂SO₄ (aq) → K₂SO₄ (aq) + 2CO₂ (g) + 2H₂O (l)

2) Calcular los moles usados en la reacción

• Calcular los gramos y moles de bicabornato de sodio KHCO₃

Para los cálculos esteqiométricos se usan los gramos puros de una sutancia, para ello podemos aplicar la siguiente fórmula:

• %pureza = $\frac{gramos puros}{gramos impuros}$ x 100

90 = $\frac{gramos puros KHCO3}{8 gramos}$ x 100

despejamos

gramos puros de KHCO₃ = $\frac{(90)(8)}{100}$ = 7.2 gramos

Calculamos los moles

 7.2 gramos  de KHCO₃ ($\frac{1 mol KHCO3}{100.115 g KHCO3}$) = 0.0719 moles de  KHCO₃

• Calcular los moles de ácido sulfúrico H₂SO₄

80 ml ($\frac{0.3 mol H2SO4}{1000 ml}$) = 0.024 mol de H₂SO₄

• Calcular los moles de sulfato de potasio K₂SO₄

4 gramos de K₂SO₄ ($\frac{mol de K2SO4}{174.26 gramos}$) 0.023 moles de  K₂SO₄

• 3) Determinar el reactivo limitante y el reactivo en exceso

calcular la relación molar de los reactivos  para compararla con la relación estequiométrica de la ecuación balanceada.

Relación estequiométrica =  $\frac{2 mol KHCO3 }{1 mol de H2SO4 }$ = 2

Relación real $\frac{ 0.0719 moles KHCO3}{ 0.024 moles H2SO4}$ = 2.99

Como la relación real es mayor que nuestra relación estequiométrica, tenemos más bicarbonato de potasio del que se necesita, por tanto ese reactivo está en exceso.

• 4. Calcular la masa de reactivo en exceso, moles de agua.

Obtener los moles de de KHCO₃ que se requieren para producir 0.023 moles de  K₂SO₄

0.023 moles de  K₂SO₄ ($\frac{2 mol KHCO3}{1 mol K2SO4 }$) = 0.046 moles de KHCO₃

De los cálculos anteriores sabemos que tenemos en la reacción lo siguiente:

0.0719 moles de KHCO₃

Por tanto la masa que sobra del reactivo en exceso es

0.0719 moles de KHCO₃ -  0.046 moles de KHCO₃ = 0.0259 moles

0.0259 moles  de KHCO₃ ($\frac{100.115 gramosKHCO3}{mol}$) 2.6 gramos de KHCO₃

Si sabemos que el reactivo limitante es el ácido sulfúrico y tenemos 0.024 mol de H₂SO₄, y la relacion es 1:2 con el agua, entonces se producirá lo doble de agua

0.024 x 2 = 0.048 moles de agua

aquí verás mas ejemplos de reactivos limitantes y en exceso

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