Question

El acetileno (C2H2), el cual se utilizaba como combustible en las lámparas de carburo, se puede obtener a partir de la reacción:
CaC2 + H2O = C2H2(g) + Ca(OH)2 Si se hacen reaccionar 32,6g de CaC2 con 35,7g de H2O, calcular:
a) La masa del reactivo no limitante.
b) El volumen de acetileno producido en condiciones normales.

Answer 1

El reactivo limitante es el CaC2 y el volumen obtenido de acetileno en CN es de 11,41 L

Answer 2

Primero balanceamos la reacción:

CaC2 + 2H2O -----> C2H2(g) + Ca(OH)2

Ahora calculamos cuantas moles hay de CaC2 y de H2O. Para eso debemos recordar que...

Moles = Peso / Peso Molecular

Como sabemos que el peso molecular del CaC2 es 64g/mol y el del H2O es 18g/mol, podemos calcular las moles de cada uno:

n CaC2 = 32.6g / 64g/mol
n CaC2 = 0.5094mol

n H2O = 35.7g / 18g/mol
n H2O = 1.9833mol

Recordemos que el reactivo en exceso (reactivo no limitante) es aquel que está en mayor proporción estequiométrica.

De la reacción podemos ver que 1 mol de CaC2 reacciona con 2 moles de H2O. Vemos que la relación es de 1 a 2. Por lo tanto, es de esperar que 0.5094 moles de CaC2 reaccionen con el doble,  1.0188 moles de H2O. Pero... ¿Cuántas moles de H2O tenemos? Tenemos 1.9833 moles de H2O, es decir, tenemos más de lo que necesitamos (1.9833 moles > 1.0188 moles).

Por lo anterior podemos decir que el agua esta en exceso, es el reactivo en exceso o reactivo no limitante.

Dicho esto, la masa de agua (reactivo no limitante) es 35.7g.

Para terminar...

Como ya sabemos que el H2O es el reactivo en exceso, se deduce que el CaC2 es el reactivo limitante. ¡Y todos los cálculos se realizan con el reactivo limitante!.

Entonces, en la reacción química:

      CaC2 + 2H2O -----> C2H2(g) + Ca(OH)2
      1mol  -------------------- 1mol
  0.5094mol --------------- n C2H2

Ahora nos preguntamos... Si 1 mol de CaC2 producen 1 mol de C2H2 ¿Cuántas moles de C2H2 produciran 0.5094 moles de CaC2? Pues... la misma cantidad de moles. Es decir 0.5094 moles de C2H2. No se necesita calcular ya que la relación es 1 a 1.

n C2H2 = 0.5094mol

El cálculo del volumen a C.N. es igual que en el problema anterior:

Condiciones Normales: Temperatura = 273K y Presión = 1atm.

Usamos la Ecuación de Estado para gases ideales:

P * V = n * R * T
Donde:
P: Presión absoluta (atm).
V: Volumen (L).
n: Número de moles (mol).
R: Constante de gases ideales (0.082atm-L/mol-K)
T: Temperatura (K)

Solo queda reemplazar los datos:

(1atm) * V = (0.5094mol) * (0.082atm-L/mol-K) * (273K)
V = 11.40L

El volumen del acetileno (C2H2) producido a C.N. es 11.40L.


Si hay algo que no está claro, no dudes en consultar.