Química, pregunta formulada por luzmarinaquispetorib, hace 10 meses

Los ácidos disuelven a los metales, el ácido clorhídrico tiende a reaccionar con el zinc y de esta manera se emplea para determinar la pureza de los mismos. En procedimiento de laboratorio se hizo reaccionar una placa de zinc con un peso de 5,07 g con una pureza del 60% con 60 mL de solución de ácido sulfúrico al 19% y con una densidad 1,08 g/mL. Hallar el volumen de hidrógeno producido si se recoge sobre agua, a 27°C y 1,08 atm. Considerar que el rendimiento de la reacción es del 70%.

Respuestas a la pregunta

Contestado por lumar173
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Dada la reacción entre zinc y ácido sulfúrico, se pide determinar el volumen de hidrógeno producido en condiciones determinadas de presión y temperatura, para unas cantidades dadas de reactivos y sabiendo que el rendimiento de reacción es 70%. El resultado obtenido es: 0,742 L de hidrógeno.

Ecuación química:

H₂SO₄  +  Zn   →   ZnSO₄  +  H₂

Datos Zinc:

5,07 g

pureza 60 %

masa atómica Zn = 65,4 g

Datos H₂SO₄

60 ml de solución al 19%

densidad = 1,08 g/ml

masa molar H₂SO₄ = 98 g/mol

Calculamos Zn puro disponible para reacción:

5,07 g ×  ( 60 g Zn / 100 g ) = 3,042 g Zn (puro)

Calculamos gramos de H₂SO₄ disponibles para reacción:

60 ml de solución al 19% (m /m)

60 ml × 1,08 g / ml = 64,8 g solución

64,8 g solución × ( 19 g H₂SO₄ / 100 g solución ) = 12,312 g H₂SO₄

Entonces tenemos disponible para reacción:

12,312 g H₂SO₄ × ( 1 mol / 98 g ) = 0,1256 mol H₂SO₄

3,042 g Zn ×  ( 1 mol / 65,4 g ) = 0,0465 mol Zn

De la ecuación química tenemos:

mol H₂SO₄ / mol Zn = 1 / 1 = 1

De los reactivos disponibles:

mol H₂SO₄ / mol Zn = 0,1256 / 0,0465 = 2,7

El reactivo limitante es el Zn.

Calculamos cuánto hidrógeno se puede producir:

1 mol Zn produce 1 mol de H₂, entonces por estequiometria, 0,0465 mol de Zn deberian producir 0,0465 mol de H₂.

Dado que la reacción tiene un rendimiento de 70%:

rendimiento = ( H producido / H teórico ) × 100

0,70 = H producido / 0,0465

H producido = 0,0326 mol

Para calcular el volumen de hidrógeno producido a 27 °C y 1,08 atm. usamos la ecuación de estado de los gases ideales:

P . V = n. R. T

V = n. R. T / P

n = 0,0326

P = 1,08 atm

T = 27 + 273 = 300 K

R = 0,082 atm L / K mol

V = ( 0,0326 mol × 0,082 atm L / K mol × 300 K ) / 1,08 atm

V = 0,742 L

Se produce un volumen de 0,742 L de hidrógeno.

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