Question

El clorato de potasio kclo3 (pm=122.5g) se puede obtener por reaccion del cloro cl2(Pm=71g) con hidroxido de potasio KOH(Pm=56.0g); otros productos de la reaccion son el cloruro de potasio KCL(Pm=74.5g )y agua .Si reacciona 45g de cloro de 85% de pureza con 90g de hidroxido de potasio de 70% de pureza y la reaccion tiene una eficiencia del 50% ¿Cual es la masa en gramos de clorato de potasiop obtenida ?

3cl2 + 6kOH___> Kclo3 +5kcl+3h2O



La repuestas es 11
si me podrian ayudar con el procedimiento muchas gracias

Answer 1

La reacción en consideración es la siguiente:

6 KOH + 3 Cl₂ -----------> KClO₃ + 5 KCl + 3 H₂O

Según la estequiometría de la reacción 6 moles de Hidróxido de potasio (KOH) reaccionan con 3 moles de Cloro gaseoso (Cl₂).

Como primer paso, hay que determinar qué reactivo es el reactivo limitante. Es decir, el reactivo que se consume primero y determina la cantidad de producto formado. Para ello, hay que determinar el número de moles que se dispone de cada reactivo.

Los moles de un compuesto se calculan como: $moles = \frac{masa}{PM}$ siendo PM el peso molecular del compuesto.

Sin embargo, los gramos que se disponen de reactivos no son 100% puros, si no que contienen impurezas (otros compuestos).

Por ejemplo, se dispone de 45g de Cl₂ de 85% de pureza.
Esto quiere decir que cada 100g tomados, 85 g corresponden efectivamente a Cl₂, el otro 15% consta de impurezas.
Por lo tanto, hay que determinar cuántos gramos de Cl₂ hay efectivamente en los 45 g tomados.
Esto se puede calcular con una simple regla de 3.

100g ------------ 85g Cl₂
45g -------------  x 

$x = \frac{45g*85g}{100g} = 38,25g$

De los 45 g tomados, solo 38,25 g corresponden a Cl₂.

Se realiza lo mismo con el KOH. Dado que se toman 90 g de KOH de 70% de pureza, hay que determinar la masa de KOH que hay efectivamente en los 90 g tomados.

100 g ----------- 70 g KOH
90 g ------------  x

x = $x = \frac{90g*70g}{100g} = 63 g$

En los 70 g tomados, solo 63 g son de KOH.

Ahora se sabe que efectivamente se dispone de 38,25 g de Cl₂ y 63 g de KOH.

Calculando el número de moles de cada compuesto:

$moles{_C_l__{2}} =\frac{38,25g}{71g/mol} = 0,54 moles$

$moles_K_O_H = \frac{63g}{56g/mol} = 1,125 moles$

Ahora por la estequiometría de la reacción:

3 moles de Cl₂ ---------- 6 moles de KOH
0,54 moles de Cl₂ ------------ x

$x = \frac{0,54mol*6mol}{3mol} = 1,08 mol$

Por lo tanto, para que la reacción se de, los 0,54 moles de Cl₂ deben reaccionar con 1,08 moles de KOH. Dado que se disponen de 1,125 moles de KOH, el reactivo que limita la reacción es el Cl₂ y el KOH se encuentra en exceso.

El Cl₂ determina la cantidad de producto formado. 

Según la estequiometría de la reacción, 3 moles de Cl₂ reaccionan con KOH para formar 1 mol de KClO₃. Con una regla de tres se puede determinar el número de moles que forman los 0,54 moles de Cl₂.

3 moles Cl₂ ------------ 1 mol KClO₃
0,54 moles Cl₂ ------------ x

$x = \frac{0,54mol*1mol}{3mol} = 0,18 moles$

Se forman 0,18 moles de KClO₃.
Sin embargo, el rendimiento o eficiencia de la reacción no es del 100%, por lo que no todo lo que se calcula como producto formado es lo que en la práctica se obtiene.

El 100% de la reacción implica la formación de los 0,18 moles de KClO₃. Dado que la eficiencia de la reacción es del 50%, se obtiene efectivamente la mitad del producto calculado.
O sea que se obtienen en realidad, 0,09 moles de KClO₃.

A partir de la ecuación $masa = moles*PM$ se puede determinar la equivalencia en masa de los 0,09 moles.

$masa = 0,09mol*122,5g/mol = 11,025g$

Se obtienen 11,025 g de KClO₃