En el laboratorio se produce gas cloro (Cl2) a partir de la reacción entre el permanganato de potasio (KMnO4) y el ácido clorhídrico (HCl), originando además la formación de cloruro de potasio (KCl), dicloruro de manganeso (MnCl2) y agua (H2O). Al respecto balancear la ecuación y calcular el volumen del gas formado, medido a condiciones normales, si reaccionan 100 g de la sal oxisal con 200 mL de solución del ácido al 28% en peso y con una densidad de 1,14 g/mL.
Respuestas
Se calcula el volumen de gas cloro formado en la reacción de cantidades dadas de permanganato de potasio y ácido clorhídrico , medido en condiciones normales y el resultado es 12,24 L.
Ecuación Química balanceada:
2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 8 H₂O
Reactivos:
100 g KMnO₄
200 ml HCl (28% en peso y densidad 1,14 g/ml)
Calculamos masa de HCl disponible:
200 ml HCl × 1,14 g /ml = 228 g solución HCl
Sabemos que la concentración de HCl es 28% en peso:
228 g solución HCl × ( 28 g HCl / 100 g solución ) = 63,84 g HCl
Los reactivos son:
63,84 g HCl = 63,84 g × (1 mol / 36,5 g ) = 1,75 mol HCl
100 g KMnO₄ = 100 g × (1 mol / 158 g) = 0,63 mol KMnO₄
Masa molar KMnO₄= 158 g/mol
Masa molar HCl = 36,5 g/mol
De la ecuación química se tiene:
2 moles de KMnO₄ reaccionan con 16 moles de HCl
De la ecuación: mol KMnO₄/ mol HCl = 2 / 16 = 0,125
Disponible: mol KMnO₄/ mol HCl = 0,63 / 1,75 = 0,36
El reactivo limitante es el HCl.
De la ecuación química tenemos que:
16 moles de HCl producen 5 moles de gas cloro.
Entonces:
16 mol HCl ................ 5 mol Cl₂
1,75 mol HCl ............. X
X = (1,75 × 5 ) / 16 = 0,55 mol Cl₂
Para calcular el volumen de gas cloro formado, medido a condiciones normales, usamos la ecuación de estado de gases ideales o la relación siguiente:
En condiciones normales, 1 mol de gas ideal ocupa un volumen de 22,4 L.
Entonces:
( 22,4 L / 1 mol ) × 0,55 mol = 12,24 L
El volumen de gas cloro formado, medido en condiciones normales, es de 12,24 L.