Question

Me pueden ayudar con este ejercicio de química de Estequiometría. Se van a ganar una bendición

Answer 1

Primero debemos partir de los 100g de KMnO₄ que ya nos da el problema e ir en sentido "contrario", es decir, empezaríamos en la reacción 2.

1) Ajustar ambas reacciones:

2MnO₂ + 4KOH + O₂ = 2K₂MnO₄ + 2H₂O

3K₂MnO₄ + 4CO₂ + 2H₂O = 2KMnO₄ + 4KHCO₃ + MnO₂

2) Convertimos 100g de KMnO₄ utilizando el peso molar para establecer una relación estequiométrica con los reactivos de la reacción 2 para después hacer prueba de reactivo limitante.

PM KMnO₄ = 158 g/mol

100g KMnO₄ (1 mol KMnO₄ / 158 g KMnO₄) = 0.633 moles KMnO₄

3) Establecemos reacciones estequimétricas entre KMnO₄-H₂O y KMnO₄-K2MnO4. (No ocupamos el CO₂ pues es un reactivo que llego después y no participa en la primera reacción).

0.633 moles KMnO₄ (2 moles H₂O / 2 moles KMnO₄) = 0.633 moles H₂O

0.633 moles KMnO₄ (3 moles K₂MnO₄ / 2 moles KMnO₄) = 0.9495 moles K₂MnO₄

Ya sabemos lo que se requiere para formar 100g de KMnO₄. Ahora debemos ver cual es nuestro reactivo limitante.

4) Pasamos a la primera reacción:

2MnO₂ + 4KOH + O₂ = 2K₂MnO₄ + 2H₂O

Tenemos 0.9495 moles de K₂MnO₄ y 0.633 moles de H₂O, los relacionamos por estequiometría de la reacción con el O₂:

0.9495 moles K₂MnO₄ (1 mol O₂ / 2 moles K₂MnO₄) = 0.475 moles O₂

0.633 moles H₂O (1 mol O₂ /2 moles H₂O) = 0.3165 moles O₂

Esto significa que si se usan 0.3165 moles de O₂ se formaría suficiente H₂O para la segunda reacción, pero no suficiente de K₂MnO₄, por lo tanto necesitamos más moles de oxígeno entonces de 0.3165 moles de O₂ nos pasamos a 0.475 moles de O₂ con eso, a parte de formar más H₂O del necesario se formaría suficiente K₂MnO₄ como para que participe en la segunda reacción y forme 100g de KMnO₄. Esto quiere decir que en la segunda reacción nuestro reactivo limitante es el K₂MnO₄.

5) Como el ejercicio pide gramos pasamos 0.475 moles de O₂ a gramos usando el peso molar:

0.475 moles de O₂ (32g de O₂ / 1 mol de O₂) = 15.2g de O₂

NOTA: Recordar que por cuestión de decimales no nos da exactamente 15.18g

Espero que te sirva. Saludos!