al atacar130g de zinc ( Zn ) con una cierta cantidad de acido sulfurico ( H2SO4 ) , se obtienen 322 g de sulfato de zinc ( ZnSO4 ) y 4g de hidrogeno ( H2 ) .
a ) escribe la reaccion ajustada
b) determina la cantidad de acido sulfurico que se necesita
c ) enuncia la ley en la que te basas para dar la respuesta
d ) halla la masa molecular del sulfato de zinc : masas atomicas ( u ) Zn = 65 H=1 O=16 S=32
Respuestas
Respuesta:
PROBLEMA 1.- El cinc reacciona con el ácido sulfúrico para dar sulfato de cinc e hidrógeno según
la reacción ajustada: Zn (s) + H2SO4 (ac) → ZnSO4 (ac) + H2 (g). Calcula:
a) La cantidad de sulfato de cinc obtenida a partir de 10 g de Zn y 100 mL de ácido
sulfúrico 2 M.
b) El volumen de hidrógeno desprendido, a 25 ºC y 1 atm, cuando reaccionan 20 g de cinc
con ácido sulfúrico en exceso.
Solución:
a) La estequiometría de la ecuación indica que 1 mol de átomos de Zn produce 1 mol ZnSO4.
Los moles de Zn que reaccionan son: 10 g Zn ·
g Zn
mol Zn
65 4,
1
= 0,153 moles.
Los moles de H2SO4 son: n = M · V = 2 moles · L–1 · 0,1 L = 0,2 moles.
El reactivo limitante es el Zn, luego, se forman 0,153 moles de sulfato de cinc, a los que
corresponden una masa: 0,153 moles ·
mol
g
1
61 4,
= 226,8 g.
b) Los moles de cinc que reaccionan son: 20 g Zn ·
g Zn
mol Zn
65 4,
1
= 0,306 moles.
Al producir un mol de cinc un mol de hidrógeno, los 0,306 moles de cinc producen 0,306 moles
de hidrógeno, que llevados a la ecuación de estado de los gases ideales, despejado el volumen y
sustituidos los valores en las condiciones expuestas y operando se obtiene:
V =
atm
moles atm L mol K K
P
n R T
1
,0 306 ,0 082 298 1 1
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
=
⋅ ⋅
− −
= 7,48 L.
Resultado: a) 226,8 g; b) 7,48 L.
CUESTIÓN 2.- a) Explica razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
1) A igual molaridad, mientras más débil es un ácido menor es el pH de sus disoluciones.
2) A un ácido fuere le corresponde una base conjugada débil.
3) No existen disoluciones diluidas de un ácido fuerte.
b) La fenolftaleina es un indicador ácido-base que cambia de incoloro a rosa en el
intervalo de pH 8 (incoloro) a pH 9,5 (rosa). Razona qué color presentará el indicador en
las siguientes disoluciones:
1) Una disolución de HCl 10–3 M.
2) Una disolución de NaOH 10–3 M.
Solución:
a) 1) Falsa. El valor del pH depende de la concentración de los iones oxonios (H3O
+
), y esta se
debe a la fuerza de los ácidos, es decir, mientras más fuerte es un ácido, mayor es la extensión de la
ionización, mayor la concentración de iones oxonios y, en consecuencia, menor el valor del pH. Luego,
mientras más débil es un ácido, mayor es el valor de su pH.
2) Verdadera. Si un ácido es fuerte, su anión correspondiente es una base conjugada débil.
En efecto, de la relación entre la constante ácida del ácido y básica de su base conjugada, se
comprueba lo expuesto: Ka
· Kb = Kw (10–14). Luego, si el ácido es fuerte el valor de su Ka
es elevado y,
por consiguiente, el de Kb es bajo, lo que indica que la base conjugada es débil.
3) Falsa. La dilución de un ácido no depende de su fortaleza, sino de la cantidad de ácido
disuelto en un volumen dado de agua destilada. Luego, mientras menor sea la cantidad de ácido (fuerte o
débil) disuelto en un volumen dado de agua, más diluida es la disolución.
b) 1) El HCl es muy fuerte y en disolución su concentración es la de los iones oxonios, [H3O
+
]
= 0,001 M, correspondiéndole un pH = 3 y un color incoloro de la fenolftaleína.
2) Para la disolución de NaOH, base fuerte totalmente ionizada, su concentración es también la
de los iones hidróxidos, [OH–
] = 0,001 M, siendo su pOH = 3 y el pH = 11, siendo el color de la fenolftaleina rosa.