Question

Se hacen reaccionar 40 g de una muestra de hidróxido de sodio, NaOH, que contiene 8 g de impurezas inertes, con 22,4 L de cloro en CNPT. La ecuación química es:


Respuesta

2 NaOH + Cl2= NaCl + NaClO + H2O

a) Balancear la ecuación.

b) ¿Qué volumen de cloro en CNPT será necesario para reaccionar con los 40 g de NaOH impuros?

c) ¿Qué masa de hidróxido de sodio puro se requiere para reaccionar con los 22,4 L de cloro, Cl2, en CNPT?

Answer 1

Dada la ecuación química que representa la reacción entre hidróxido de sodio y cloro, se pide realizar cálculos estequiométricos para determinar cantidad de reactivos requeridos en los casos planteados. Los resultados obtenidos son:

b) Se requieren 8,95 L de cloro para reaccionar con 40 g NaOH impuros.

c) Se requieren 80 g NaOH para reaccionar con 22,4 L cloro en CNPT.

Ecuación química:

2 NaOH  +  Cl₂     →    NaCl  +  NaClO  +  H₂O

40 g  NaOH que contiene 8 g impurezas   ⇒  (40 - 8 ) g NaOH puro

Tenemos: 32 g NaOH puro

Para convertir 32 g NaOH a moles:  ( moles = gramos/ peso molecular )

Peso molecular NaOH = 40 g/mol

moles NaOH (puro) = 32 g / 40 g/mol = 0,8 mol

b) De la ecuación química tenemos que:

1 mol de Cloro reacciona con 2 moles de NaOH, entonces podemos calcular moles de cloro que reaccionan con 0,8 mol NaOH:

1 mol cloro ---------  2 mol NaOH

      X         ----------  0,8 mol NaOH

X =  0,4 mol cloro

L de Cloro en CNPT

CNPT :

P = 1 atm

T = 273 K

Podemos calcular el volumen de cloro aplicando la ecuación de estado de gases ideales:

P. V = n. R. T

Donde:

P = 1 atm

V = ?

T = 273 K

R = constante universal de los gases ideales = 0,082 atm. L / K. mol

n = número de moles

Despejando V:

n .R. T / P = V

V = 0,4 mol × (0,082 atm. L / k. mol) × 273 K / 1 atm

V = 8,95 L

Se requieren 8,95 L de cloro para reaccionar con 40 g NaOH impuros.

c) Sabemos que 1 mol del gas ideal en CNPT ocupa un volumen de 22,4 litros, por lo tanto la cantidad disponible de cloro es 1 mol y, de la ecuación química podemos ver que:

1 mol de cloro reacciona con 2 moles de NaOH, entonces necesitamos 2 moles de NaOH para reaccionar con 22,4 L de cloro.

Convertimos 2 moles de NaOH a gramos:

2 moles NaOH ×  40 g / mol = 80 g NaOH

Se requieren 80 g NaOH para reaccionar con 22,4 L cloro en CNPT.