Question

Se lleva a cabo un proceso donde se hacen reaccionar 1200 gramos de Calcio (Ca) al 67% en masa con 1400 g de ácido clorhídrico (HCI). Si el rendimiento de la reacción es del 70%. Calcula el volumen del gas hidrógeno obtenido., medido a condiciones normales Ecuación Química sin balancear: Ca + HCI- CaCl₂ + H₂ Datos: Masas atómicas (Ca = 40), (H= 1), (CI = 35,5)


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Answer 1

Para la reacción entre el Ca y el HCl, el volumen del gas hidrógeno desplazado en condiciones normales es de 300.6 L .

¿Mediante qué leyes se calculan los volúmenes de los gases ideales?

Los volúmenes de gases ideales se calculan aplicando las leyes de los gases ideales. Se pueden mencionar la ley de Boyle (volúmenes y presiones); la ley de Charles ( volúmenes y temperaturas); la ley combinada de Gay Lusac relaciona presión, volumen y temperatura.   Entre ellas se destaca la ecuación fundamental o ecuación de estado, que se utiliza para una condición específica. Su fórmula es:

P V = n R T

aquí se tiene

P es presión ejercida por el gas en atm

V es el volumen ocupado por el gas en L

n son los moles del gas

R es la constante universal de los gases e igual a 0.082 atm L/K mol

T es la temperatura absoluta en K

Para obtener el volumen se despeja de la ecuación:

V = n R T/P

datos

masa Ca=1200 g

% m/m= 67 %

masa HCl= 1400 g

% rendimiento =70%

V (H2)=?

P= 1 atm

T =273.14 K

1. Escribir la reacción entre Ca y HCl  balanceada

Ca + 2 HCl → CaCl2 + H2

Especificar la relación molar entre ambos reactivos

2 mol HCl  producen 1 mol H2

1 mol Ca    produce un mol H2

2.  Se calculan los moles de Ca y de HCl, usando la ecuación:

mol=m/P

PM Ca=40,078 g/ mol

PM HCl= 1* 1 g/ mol + 35.5 g/ mol = 36.5 g/ mol

$mol Ca\frac{1200 g *0.67}{40.078 g/ mol} = 20.06 mol$

Si la reacción tiene una eficiencia del 70%, entonces:

mol Ca (70%) = 20.06 mol *0.7 = 14.04 mol

$mol HCl= \frac{1400 g}{36.5 g/ mol} = 38.356 mol$

moles reales:

mol HCl (70%)= 38.36*0.7= 26.85 mol

3. Calcular los moles de hidrógeno

3.1 a partir del Ca

1 mol Ca produce 1 mol H2

14.04 mol produce x mol H2

Como la reacción es mol a mol se tiene

moles $H_{2}$ = 14.04 mol

3.2 A partir del HCl

2 mol HCl  producen 1 mol H2

26.85 mol producen  x mol H2

$mol H_{2} = \frac{26.85 mol HCl * 1 mol H2}{ 2 mol HCl} =13.42 mol$

mol H2= 13.42 mol

Al comparar los moles obtenidos se determina el reactivo limitante el cual es el HCl, por tanto:

mol H2= 13.42 mol

4. Calcular el volumen de hidrógeno

$V hidrogeno = \frac{13.42 mol *0.082 atm L/K mol * 273.14 K}{1 atm } = 300.6 L$

V (H2)= 300.6  L

Para saber más del volumen del gas hidrógeno en condiciones normales consultar https://brainly.lat/tarea/12543611

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