Question

PROBLEMA 1.-
La siguiente reacción (no ajustada) puede utilizarse en el laboratorio para preparar cantidades pequeñas de cloro. K2Cr2O7 (ac) + HCl (ac) → CrCl3 (ac) + Cl2 (g) + KCl (ac) + H2O (l).
a) Escribe la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la ecuación química global ajustada en forma molecular.
b) Si se hace reaccionar 125 mL de HCl de densidad 1,15 g · mL–1 y 30,1 % de riqueza en peso con un exceso de K2Cr2O7, ¿cuántos litros de Cl2 se obtendrían medidos a 1 atm de presión y 20 ºC?

DATOS.- Ar (H) = 1 u; Ar (Cl) = 35,5 u; R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1 .

PRUEBA SELECTIVIDAD VALENCIA CONVOCATORIA JULIO 2015 QUIMICA

Answer 1

PROBLEMA 1
La siguiente reacción (no ajustada) puede utilizarse en el laboratorio para preparar cantidades pequeñas de cloro. K₂Cr₂O₇ (ac) + HCl (ac) → CrCl₃ (ac) + Cl₂ (g) + KCl (ac) + H₂O (l). 

a) Escribe la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la ecuación química global ajustada en forma molecular. 

Las semirreacciones de oxido-reducción que se producen son: 

Oxidación: 2 Cl⁻ − 2 e⁻ → Cl₂ 

Reducción: Cr₂O₇²⁻ + 14 H⁺ + 6 e⁻ → 2 Cr₃⁺ + 7 H₂O.

 

Multiplicando la semirreacción de oxidación por 3 y sumándolas para eliminar los electrones intercambiados, se obtiene la reacción iónica ajustada: 

Oxidación: 6 Cl⁻ − 6 e⁻ → 3 Cl₂

Reducción: Cr₂O₇ ²⁻ + 14 H⁺ + 6 e⁻ → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O. 

6 Cl⁻ + Cr₂O₇ ²⁻ + 14 H⁺ → 3 Cl₂ + 2 Cr³⁺ + 7 H₂O.

Teniendo presente que los 14 H+ pertenecen al HCl, llevando los coeficientes a la ecuación molecular queda esta ajustada:

K₂Cr₂O₇ (ac) + 14 HCl (ac) → 2 CrCl₃ (ac) + 3 Cl₂ (g) + 2 KCl (ac) + 7 H₂O (l). 

b) Si se hace reaccionar 125 mL de HCl de densidad 1,15 g · mL⁻¹ y 30,1 % de riqueza en peso con un exceso de K₂Cr₂O₇, ¿cuántos litros de Cl₂ se obtendrían medidos a 1 atm de presión y 20 ºC? 

$1,15 \frac{g. disolucion}{mL. disolucion} . \frac{1000mL. disolucion}{1L disolucion}. \frac{30,1g HCI}{100g. disolucion}. \frac{1mol HCI}{36,5g.HCI}= 9,48M$

Los moles de HCl que se hacen reaccionar son:

 n(HCl) = M · V = 9,48 moles · L⁻¹ · 0,125 L = 1,185 moles, y por ser la estequiometría 14 a 3, de Cl₂ se obtienen los moles: 1,185 moles HCl · $\frac{3moles CL _{2} }{14moles HCI}$ 0,254 moles de Cl₂, que el volumen que ocupan en las condiciones dadas es:

$V= \frac{n.R.T}{V}= \frac{0,254moles.0,082atm.L.mol ^{-1},K ^{-1}.293K }{1atm}= 6,1L$

DATOS
Ar (H) = 1 u
Ar (Cl) = 35,5 u 
R = 0,082 atm · L · K⁻¹ · mol⁻¹. 

PRUEBA SELECTIVIDAD VALENCIA CONVOCATORIA JULIO 2015 QUIMICA