Question

PROBLEMA 1.- Una muestra de un mineral que contiene cobre, además de impurezas inertes, se
disuelve con ácido nítrico concentrado según la siguiente reacción sin ajustar:
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O.

a) Ajusta por el método del ión-electrón la ecuación molecular.
b) Calcula el contenido en cobre de la muestra si 1 g de la misma reacciona totalmente con 25
mL de ácido nítrico 1 M.

DATO: Ar (Cu) = 63,5 u.


Prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2013, QUIMICA

Answer 1

Respuesta al problema 1 de la prueba de Selectividad, Andalucía, Junio 2013, QUÍMICA:

a) Ajustamos la ecuación molecular aplicando el método del Ion-electrón de la siguiente forma:

                        Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Primero identificamos cuales son los átomos que cambian y escribimos cuales son las semirreacciones moleculares que ocurren:

Oxidación: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

Reducción: NO₃⁻ + 4H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O 

Luego procedemos a ajustar la cantidad de electrones para que cuando se realice la suma de las dos semirreacciones ellos se eliminen:


Oxidación:                         3x (Cu → Cu²⁺ + 2e⁻)

Reducción: 2x (NO₃⁻ + 4H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O)

Reacción:   3Cu + 2NO₃⁻ + 8H⁺ → 3Cu² + 2NO +  4H₂O

Ahora volvemos a escribir la reacción química pero usando los coeficientes que hemos encontrado y agregando las moléculas que no intervienen en la reacción redox:

                       3Cu + 8HNO₃  → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO +  4H₂O

b) Calculamos la cantidad total de cobre en la muestra si 1 gramo reacciona con 25 mL de ácido nítrico, comenzando por convertir a moles la cantidad de ácido nítrico:

25mL. $\frac{1 mol}{1000mL} =$ 0,025 moles HNO₃

Aplicando estequiometria a la reacción química sabemos cuanto cobre hay:

0,025 moles HNO₃. $\frac{3 moles}{8 moles} \frac{Cu}{ HNO_{3} } \frac{63,5g}{1mol} \frac{Cu}{Cu} =$ 0,5953 g ≈ 0,6 g

Para conocer el porcentaje de cobre que existe en la muestra:

$\frac{0,5953g}{1g}.100 =$ 59,53% de cobre