Question

la combustion de polvora negra (KNO3) produce dióxido de carbono nitrógeno. determina cuantos litros de gas medidos en TPN se desprenden en la combustión de 50 g de polvora segun la ecuación:

KNO3 (s)+ C (s) + S (s) = K2 S(s) + CO2 (g) + N2 (g)



sol: 22.18 L

Answer 1

Partimos de la reacción sin ajustar:

$\mathrm{KNO_{3}(s)+C(s)+S(s) \longrightarrow K_{2}S(s)+CO_{2}+N_{2}(g)}$

Y necesitamos que cumpla con la conservación de masa. Podríamos ajustarla por tanteo, por ejemplo empezando por los átomos de potasio.

En los reactivos tenemos un átomo de potasio, y en los productos hay 2. Una manera de resolver esto es colocar un coeficiente de 2 delante del nitrato de potasio:

$\mathrm{2KNO_{3}(s)+C(s)+S(s) \longrightarrow K_{2}S(s)+CO_{2}+N_{2}(g)}$

Los átomos de nitrógeno están ajustados. Podemos continuar con los de oxígeno: vemos que existen 6 átomos en los reactivos y solo 2 en los productos. Para solucionar esto agregamos un 3 como coeficiente del dióxido de carbono:

$\mathrm{2KNO_{3}(s)+C(s)+S(s) \longrightarrow K_{2}S(s)+3CO_{2}+N_{2}(g)}$

Pero esto afecta al ajuste del carbono. Así que habría que colocar un 3 en el carbono como reactivo. La ecuación queda balanceada entonces:

$\boxed{\mathrm{2KNO_{3}(s)+3C(s)+S(s) \longrightarrow K_{2}S(s)+3CO_{2}+N_{2}(g)}}$

Ya podemos usar la ley de proporciones definidas y nos solicitan el volumen de gas total a partir de 50 gramos de KNO₃. El término ''TPN'' significa a condiciones normales, por lo que diremos que un mol de gas se corresponde con 22.4 litros del mismo.

Para el dióxido de carbono:

$V_{ \mathrm{CO_{2} }}= 50 \ g \ \mathrm{KNO_{3} } \cdot \dfrac{1 \ mol \ \mathrm{KNO_{3}}}{101.1 \ g \ \mathrm{KNO_{3}}} \cdot \dfrac{3 \ mol \ \mathrm{CO_{2}}}{2 \ mol \ \mathrm{KNO_{3}}} \cdot \dfrac{22.4 \ l \ \mathrm{CO_{2}}}{1 \ mol \ \mathrm{CO_{2}}} \\ \\ \boxed{V_{ \mathrm{CO_{2} }}=16.62 \ [l] }$

Para el nitrógeno molecular:

$V_{ \mathrm{N_{2} }}= 50 \ g \ \mathrm{KNO_{3} } \cdot \dfrac{1 \ mol \ \mathrm{KNO_{3}}}{101.1 \ g \ \mathrm{KNO_{3}}} \cdot \dfrac{1 \ mol \ \mathrm{N_{2}}}{2 \ mol \ \mathrm{KNO_{3}}} \cdot \dfrac{22.4 \ l \ \mathrm{N_{2}}}{1 \ mol \ \mathrm{N_{2}}} \\ \\ \boxed{V_{ \mathrm{N_{2} }}=5.54 \ [l] }}$

Y ya solo debemos sumar ambos valores para obtener los litros totales.

$V_{total}=16.62+5.54 \\ \\ \boxed{ \boxed{V_{total} \approx 22.16 \ [l]}}$

Y eso sería todo, ¡cuídate!