Question

Resuelve en tu cuaderno los siguientes problemas planteados de estequiometria masa-masa.
1. Corrosión de metales: Uno de los metales que se oxida fácilmente es el hierro (Fe), se nota cuando se forma una
capa (óxido) de color rojizo llamado herrumbre. Determina la cantidad de Oxido férrico que se obtiene si se oxidan 10
g de hierro. Considera que la reacción química presente es:
Fe + O2 + H2O → Fe2O3 + H2O
2. Fermentación: Los azúcares frutales se fermentan y se transforman en diversos alcoholes. La fermentación es
causada por mohos, bacterias y levaduras, que se encuentran en el aire, el proceso químico de la fermentación alcohólica se representa de la siguiente manera:
C6H12O6 + enzimas de levadura → 2CO2 + CH3 -CH2 -OH
Glucosa alcohol etílico

Answer 1

1) Si se oxidan 10 gramos de hierro se obtienen 14,4 gramos de óxido férrico.

2) Para obtener 500 gramos de etanol se necesitan 978 gramos de glucosa.

Explicación:

1) Para hallar la cantidad de óxido férrico tenemos que primero equilibrar la ecuación química:

$Fe+O_2+H_2O-->Fe_2O_3+H_2O\\\\4Fe+3O_2+H_2O-->2Fe_2O_3+H_2O$

Ahora sabemos que la cantidad de moles de óxido férrico obtenidos es la mitad de la cantidad de moles de hierro oxidados. Y en 10 gramos de hierro tenemos:

$n=\frac{10}{55,85g/mol}=0,18mol$

Obteniéndose 0,09 moles de óxido férrico, lo que constituye una masa de óxido de:

$m=n.(2M_{Fe}+3M_{O})=0,09(2.55,8+3.16)=14,4g$

2) Primero tenemos que equilibrar correctamente la ecuación que transforma glucosa en dióxido de carbono y etanol:

$C_6H_{12}O_6-->2CO_2+2C_2H_6O$

Sabemos que cada mol de glucosa produce 2 moles de etanol. Por lo tanto si queremos obtener 500 gramos de etanol, la cantidad de moles es:

$n=\frac{m}{M}=\frac{500g}{2M_C+6M_H+M_O}=\frac{500g}{2.12+6.1+16}\\\\n=10,87$

Necesitamos $\frac{10,87}{2}=5,43$ moles de glucosa, lo que da una masa de glucosa de:

$m=n.M=n(6M_C+12M_H+6M_O)=5,43(6.12+12.1+6.16)=978g$

Answer 2

Se tienen dos ejercicios relacionados a cálculos estequiométricos, en el caso de dos tipos de reacciones químicas: corrosión de metales y fermentación.

Ejercicio  1 - Corrosión de metales.

Ecuación química de oxidación del hierro:

4 Fe + 3 O₂   →   2 Fe₂O₃

De la ecuación química tenemos que al oxidarse 4 moles de Fe, se forman 2 moles de óxido de hierro. Calculamos cuánto óxido se formará a partir de 10 g de hierro.

masa molar (g/mol):

Fe = 55,8

Fe₂O₃ = 159,7

( (2 × 159,7 g Fe₂O₃) / (4 ×55,8 g Fe )) × 10 g Fe = 14,31 g Fe₂O₃

Se forman 14,31 g Fe₂O₃ a partir de 10 g de hierro.

Ejercicio 2 - Fermentación.

Ecuación química:

C₆H₁₂O₆  +  enzimas de levadura →  2CO₂ + 2 CH₃ -CH₂ -OH

C₆H₁₂O₆  +  enzimas de levadura →  2CO₂ + 2 C₂H₅OH

Cantidad requerida de alcohol (C₂H₅OH): 500 g

Masa molar de glucosa = 180 g/mol

Masa molar de alcohol etílico =  46 g/mol

De la ecuación, tenemos que:

A partir de 1 mol de glucosa se producen 2 moles de etanol

A partir de 180 g de glucosa se producen 92 g de etanol

Calculamos glucosa necesaria para producir 500 g alcohol:

(180 g glucosa/ 92 g etanol) × 500 g etanol = 978 g glucosa.

Se requieren 978 g de glucosa para producir 500 g de alcohol etílico.

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