Question

Se hacen reaccionar 0,5 gramos de zinc con 10 ml de solución de ácido

clorhídrico con una densidad de 1,3 g/ml de densidad y 40% de pureza en

ácido. Hállese:

a) El reactivo limite y cuanto sobra del reactivo en exceso

b) La masa de cloruro de zinc que se forma

c) El volumen de hidrógeno que se produce recogido sobre agua y medido a

750 mmHg y 20 ºC (PVAPOR DSE AGUA = 17.3 mmHg)​

Answer 1

Para la reacción entre Zinc y acido clorhídrico, dadas cantidades determinadas de reactivos, se calcula:

a) El reactivo limitante es el Zinc y sobran 4,64 g de reactivo en exceso.

b) Se forma una masa de 1,04 g de cloruro de zinc.

c) El volumen de hidrogeno que se produce, recogido sobre agua, es de: 190 ml.

Reactivos:

0,5 gramos de zinc

10 ml de solución de HCl, densidad = 1,3 g/ml y 40% pureza en acido.

Calculamos masa de HCl disponible para reacción (puro):

10 ml solución HCl × 1,3 g/ml = 13 g solución HCl (40% pureza)

13 g solución × ( 40 g HCl / 100 g solución ) = 5,2 g HCl

Los reactivos son:

5,2 g HCl

0,5 g Zn

Ecuación química:

Zn   +  2HCl   →  ZnCl₂  +  H₂

Masa molar (g/mol):

Zn = 65,4

HCl = 36,5

ZnCl₂ = 136,3

De la ecuación química tenemos:

gramos de Zn/gramos de HCl = 65,4 / 73 = 0,9

De los reactivos disponibles:

gramos de Zn/gramos de HCl = 0,5 / 5,2 = 0,1

Reactivo limitante: Zn

Calculamos la cantidad de HCl que reacciona:

1 mol de Zn reacciona con 2 moles de HCl

65,4 g Zn reaccionan con 73 g de HCl

(73 g HCl / 65,4 g Zn) × 0,5 g Zn = 0,56 g HCl

Tenemos 5,2 g HCl y reaccionan 0,56 g. Entonces:

Cantidad de reactivo en exceso que no reacciona = 5,2 - 0,56 = 4,64 g

(136,3 g ZnCl₂ / 65,4 g Zn) × 0,5 g Zn = 1,04 g ZnCl₂

Se producen 1,04 g ZnCl₂ en la reacción. a partir de 0,5 g Zn.

Calculamos el volumen de hidrogeno que se produce, recogido sobre agua a 750 mm Hg y 20 °C (Pvapor de agua = 17,3 mm Hg)

Presión total = P vapor de agua + P Hidrogeno

750 mm Hg = 17,3 mm Hg + P hidrogeno

Presión del hidrogeno = 732,7 mm Hg

732,7 mm Hg × 1 atm/ 760 mm Hg = 0,96 atm

Usando la ecuación de estado de gases ideales:

P . V = n. R. T

V = (n. R. T) / P

Calculamos n = número de moles de hidrogeno producidos

De la ecuación química:  65,4 g Zn producen 2 g Hidrogeno

0,5 g Zn × (2 g H/65,4 g Zn) = 0,0153 g Hidrogeno × 1 mol / 2 g = 0,0076 mol

V = (0,0076 mol × 0,082 atm. L K⁻¹mol⁻¹ × 293 K) / 0,96 atm = 0,19 L