Question

una muestra de 4g de FeS que contiene impurezas que no son sulfuro reaccionó cpn HCl para dar 896mL de H2S a 14°C y 782 mmHg. Calcule la pureza como porcentaje másico de la muestra

Answer 1

El primer paso es plantear y balancear la ecuación

FeS + 2 HCl → H₂S + FeCl₂

1 mol de FeS reacciona con 2 mol de HCl y se obtienen 1 mol de H₂S  y 1 mol de FeCl₂.

Para hacer el balance de masa y determinar la masa teórica de H₂S hay que calcular primero las masas molares.

PM FeS = 88 g/mol (1.56 + 1.32)

PM HCl = 36,5 g/mol (1.1 + 1.35,5)

PM H₂S = 34 g/mol (2.1 + 1.32)

PM FeCl₂ = 127 g/mol (1.56 + 2.35,5)

88 g de FeS (1 mol) reaccionan  con 73 g de HCl (2 mol) y se obtienen 34 g de H₂S (1 mol) y 127 g de FeCl₂ (1 mol).

Si 88 g de FeS dan 34 g de H₂S, si se tienen 4 g de FeS se obtendrán x gramos de H₂S:

x = 4 g FeS . 34 g H₂S / 88 g FeS

x = 1,545 g H₂S (masa teórica, 100 % pureza)

Como el H₂S es un gas puede aplicarse la Ecuación General para hallar el número de moles y con ellas la masa obtenida.

n = P . V / R. T (1)

Datos

P = 1,03 atm (782 mmHg . 1 atm/760 mmHg)

T = 287 °K (°C + 273)

V = 0,896 l (896 ml . 1 l /1000 ml)

R = 0,082 l.atm/°K.mol

Reemplazando en (1)

n = (1,03 atm . 0,896 l) / (0,082 l.atm/°K.mol . 287 °K)

n = 0,0392 mol H₂S

masa H₂S = n . PM = 0,0392 mol . 34 g/mol

m H₂S = 1,333 g

Pureza = (1,333 / 1,545) . 100

Pureza = 86,28 %

Answer 2

Para la reacción de FeS y HCl, se calcula la pureza de la muestra de FeS que reacciona para formar un volumen determinado de H₂S. El resultado obtenido es 86,27 % de FeS en la muestra.

Ecuación Química

FeS   +   2 HCl    →    FeCl₂   +   H₂S

1 mol      2 mol          1 mol         1 mol

88 g       73 g            127 g         34 g

Cálculo de masa de H₂S producido

896 ml de H₂S

Temperatura = 14 °C = 14 + 273 = 287 K

Presión = 782 mm Hg  ×  1 atm / 760 mm Hg = 1,03 atm

Se calcula el número de moles de H₂S, usando la ecuación de estado de gases ideales:

P . V = n . R . T

n = P . V / R . T

n = (1,03 atm × 0,896 L ) / (0,082 atm. L / K. mol × 287 K )

n = 0,039 mol

masa de H₂S = 0,039 mol ×  ( 34 g / mol ) = 1,33 g

Cálculo de pureza de la muestra de FeS

Se requiere calcular cantidad de FeS que reaccionó para formar 1,33 g de H₂S:

1,33 g H₂S   ×  (88 g FeS / 34 g H₂S)  = 3,45 g FeS

Pureza de la muestra inicial = ( 3.45 g / 4 g ) × 100 = 86,27 %

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