Determine el volumen de monóxido de nitrógeno que se formará a 620 mmHg y 28 °C, si se disuelve en ácido nítrico una medalla de cobre que pesa 150 gramos al 85% de pureza. Balancee la ecuación por el método ion electrón. HNO3(ac) + Cu(s) Cu(NO3)2(ac) + NO(g) + H2O(l)
Respuestas a la pregunta
Se forma un volumen de monóxido de nitrógeno de 40,27 L a 620 mm Hg y 28 °C, al disolver determinada cantidad de Cobre en Ácido Nítrico.
Balanceo de ecuación química
HNO₃ + Cu → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O
Números de Oxidación
H⁺N⁺⁵O₃⁻² + Cu⁰ → Cu⁺²(N⁺⁵O₃⁻²)₂ + N⁺²O⁻² + H₂⁺O⁻²
Semi reacciones
Cu⁰ - 2 e⁻ -------- Cu⁺² (oxidación)
N⁺⁵O₃⁻² + 3e⁻ -------- N⁺²O⁻² (reducción)
Ajuste de Oxigeno e Hidrógeno
Cu⁰ - 2 e⁻ -------- Cu⁺²
N⁺⁵O₃⁻² + 3e⁻ + 4 H⁺ -------- N⁺²O⁻² + 2 H₂O
Ajuste de carga
3 Cu⁰ - 6 e⁻ -------- 3 Cu⁺²
2 N⁺⁵O₃⁻² + 6e⁻ + 8 H⁺ -------- 2 N⁺²O⁻² + 4 H₂O
Suma de semi reacciones
3 Cu⁰ + 2 N⁺⁵O₃⁻² + 8 H⁺ ------- 3 Cu⁺² + 2 N⁺²O⁻² + 4 H₂O
Ajuste de ecuación
8 HNO₃ + 3 Cu → 3 Cu(NO₃)₂ + 2 NO + 4 H₂O
Reactivos disponibles
150 gramos de Cu (85 % pureza) = 127,5 g de Cu
Suficiente Ácido Nítrico.
Ecuación Química - Estequiometria
8 HNO₃ + 3 Cu → 3 Cu(NO₃)₂ + 2 NO + 4 H₂O
8 mol 3 mol 3 mol 2 mol 4 mol
504 g 190,5 g 562,5 g 60 g 72 g
Cálculo de NO producido
A partir de 190,5 g de Cu ------ se produce ----- 60 g de NO
A partir de 127,5 g de Cu ------------------------------ X
X = 127,5 g de Cu × ( 60 g de NO / 190,5 g de Cu ) = 40,16 g de NO
moles de NO = 40,16 g / (30 g/mol) = 1.338
Para calcular el volumen del gas en las condiciones indicadas, se usa la ecuación de estado de gases ideales: P . V = n . R . T
P = 620 mm Hg × ( 1 atm / 760 mm Hg ) = 0,82 atm
T = 28 °C = 28 + 273 = 301 K
V = ( n . R . T ) / P
V = ( 1,338 mol × 0,082 atm.L / K. mol × 301 K ) / 0,82 atm
V = 40,27 L
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