Question

Se hacen reaccionar 150 g de una muestra de MnO2 que posee una pureza del 87 % con suficiente cantidad
de HCl.
MnO2 (s) + HCl (aq) Mn(s) + H2O (l) + Cl2 (g)
Suponiendo que el rendimiento de la reacción es del 100 %, calcular:
a. La cantidad (moles) y la masa de agua que se produce.
b. Los moles de cloro que se obtienen.
c. ¿Cómo cambiarían las respuestas anteriores si el rendimiento de la reacción fuera del 80 %?

Answer 1

Se pide calcular la cantidad de masa y moles producidos en la reacción

Para ello partir de la reacción y la estequiometria correspondiente

MnO2 (s) + 4 HCl (aq) ------ Mn (s) +2 H2O (l) + 2 Cl2 (g)

Balanceando la ecuación

masa MnO2= 150 g

PM= 86,9368 g/mol

moles MnO2= (masa/PM) *% pureza

moles MnO2= (150 g/86.9368 g/mol) *0.87

moles MnO2= 1.501 mol

Relación

1 mol MnO2           ---------- 2 mol H2O

1.501 mol MnO2   ---------   x mol

x mol= 1.501 mol *2. mol H2O/1 mol

x mol H2O= 3.002 mol  

masa H2O= 3.002 mol *18 g/mol

masa H2O= 54.039 g

b) Los moles de cloro que se obtienen

De la reacción estequiométrica se  tiene que

1 mol de MnO2 -------- 2 mol de Cl2

1.501 mol MnO2 -------   x 2

x 2= 1.501 mol MnO2 * 2 mol de Cl2 / 1 mol de MnO2

x 2= 3.002 mol

c) Al variar el rendimiento de la reacción del 80%

moles MnO2= (150 g *0.80/86.9368 g/mol)

moles MnO2= 120 g/86.9368 g/ mol

moles MnO2= 1.38 mol

mol H2O = 1.38 mol *2 =  2.76 mol

masa H2O = 2.76 mol *18 g/ mol = 49.691  g

c1) mol Cl2= 1.38 mol*2 = 2.76 mol