Question

El encendido de un fósforo comprende la reacción de P4S3 sólido con oxígeno gas para producir P4O10 y SO2 gas.a) Determine la masa requerida de P4S3 para obtener a 25°C y 650 mm de Hg 30 litros de SO2. (Considere O2en exco)b) Si se combinan 100 g de P4S3 con 100 g de O2 en las mismas condicion de P y T, ¿Qué volumen de SO2se obtendría?

Answer 1

- La reacción dada balanceada , queda:

P₄S₃(s) + 8 O₂(g)   →  P₄O₁₀(s) + 3 SO₂(g)

- Mediante la ecuación de los gases, se obtiene el número de moles presentes de SO₂:

PV = nRT → n = PV/RT

Donde; n = número de moles de SO₂

             P  = 650 mmHg

              V = 30 L

              T = 25°C (298°K)

              R = 62.36367 mmHg. L/mol.°K

n = 650 mmHg x 30L/(62.36367 mmHg.L/Mol.°K x 298°K)

→ n = 1.049 moles SO₂

- De acuerdo a la reacción dada, por relación estequeometrica por cada 3 moles de SO₂ que se forman se requiere 1 mol de P₄S₃, por tanto si se tienen 1.049 moles, se requieren los moles de P₄S₃ requeridos:

moles de P₄S₃ = 1.049 moles de SO₂ x  1 mol de P₄S₃/ 3 moles de SO₂

moles de P₄S₃ = 0.350 moles

- El peso molecular delP₄S₃, es 220 g/mol

masa P₄S3 = 0.350 moles x 220 g/mol

masa P₄S3 = 77 g

- En la segunda parte del problema, se tiene:

-  Numero de moles de P₄S₃ presentes:

100 g P₄S₃ equivales en moles a:

n P₄S₃ = 100 g/200 g/mol

→ n P₄S₃ = 0.50 moles

- Número de moles de O₂ presentes:

PMO₂ = 32 g/mol

 nO₂ = 100 g/32 g/mol

→ nO₂ = 3.125 moles

- De acuerdo a la reacción por cada  1 mol de P₄S₃ se requieren 8 moles de O₂, lo que significa que si se tienen 0.5 moles de P₄S₃ se requieren 4 moles de O₂, como el enunciado dice que se considere O₂ en exceso, se sacará la relación con el P₄S₃ para hallar los moles de So₂ que se obtendrían:

n SO₂ =  0.5 moles de P₄S₃ x 3 moles de SO₂/1 mol de P₄S₃

n SO₂ = 1.5 moles de SO₂

- A las mismas condiciones de P y T, el volumen de SO₂ que se obtinene es:

V = nRT/P

→ VSO₂ = 1.5 moles x 62.36367 mmHg . L/Mol .°K x 298°K / 650 mmHg

→ VSO₂ = 42.89L