Question

PROBLEMA 4.- Se hace reaccionar completamente una muestra de dióxido de manganeso con ácido
clorhídrico comercial, de una riqueza en peso del 38% y de densidad 1,18 kg·L–1, obteniéndose cloro
gaseoso y Mn2+
.
a) Escribe y ajusta las semirreacciones de oxidación y reducción.
b) Escribe la reacción molecular global que tiene lugar.
c) ¿Cuál es la masa de la muestra de dióxido de manganeso si se obtuvieron 7,3 L de gas cloro,
medidos a 1 atm y 20 ºC?
d) ¿Qué volumen de ácido clorhídrico comercial se consume?

DATOS R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1; Ar
(H) = 1 u; Ar
(O) = 16 u; Ar
(Cl) = 35,5 u; Ar
(Mn) = 55 u.


Prueba de Selectividad Madrid, Junio 2011, QUIMICA

Answer 1

PROBLEMA 4.- Se hace reaccionar completamente una muestra de dióxido de manganeso con ácido clorhídrico comercial, de una riqueza en peso del 38% y de densidad 1,18 kg·L⁻¹, obteniéndose cloro gaseoso y Mn²⁺ .

a)      Escribe y ajusta las semirreacciones de oxidación y reducción.

 

Semirreacción de oxidación: 2 Cl⁻ – 2 e⁻ → Cl₂

Semirreacción de reducción: MnO₂ + 4 H⁺ + 2 e⁻ → Mn²⁺ + 2 H₂O

  

b)      Escribe la reacción molecular global que tiene lugar.

 

2 Cl⁻ + MnO₂ + 4 H⁺ → Cl₂ + Mn²⁺ + 2 H₂O, y llevando los coeficientes a la ecuación molecular, teniendo presente que los 4 H+ corresponden a 4 HCl, se tiene: 4 HCl + MnO₂ → Cl₂ + MnCl₂ + 2 H₂O. 

 

c)       ¿Cuál es la masa de la muestra de dióxido de manganeso si se obtuvieron 7,3 L de gas cloro, medidos a 1 atm y 20 ºC?

 

$n \frac{P.V}{R.T}= \frac{1atm 7,3L}{0.082atm L. mol^{-1} K^{-1}. 293K }$=0,3 moles de Cl₂, y como la estequiometría de la reacción indica que un mol de MnO₂ produce un mol de cloro, los moles de la muestra de MnO₂. son 0,3, a los que corresponden la masa 0,3 moles MnO₂ $\frac{87g MnO _{2} }{1mol MnO _{2} }$ =26,1g de MnO₂

d)      ¿Qué volumen de ácido clorhídrico comercial se consume?

Por estequiometría:  $\frac{HCl}{Cl_{2}}= \frac{4}{1}=\ \textgreater \ n(HCl)=4n(Cl_{2})$

n(HCl) = 4 · 0,3 = 1,2 mol : m(HCl) = n(HCl) · M(HCl) = 1,2 mol · 36,5 g/mol = 43,8 g

En la reacción se consumen 43,8 g de HCl, si proviene de una disolución de 38% de riqueza en peso, la masa de disolución necesaria será:

$%Peso= \frac{m_{s}}{m_{d+s}}.100=\ \textgreater \ m_{d+s}= \frac{m_{s}}{%Peso}.100= \frac{43,8}{38}.100=115,3g$

Prueba de Selectividad Madrid, Junio 2011, QUIMICA