Question

Calcular la masa en gramos de HCl al 45,32% de pureza, que se necesita hacer reaccionar para obtener 56 litros de cloro (Cl2) a 1800 K y 3780 mmHg de presión. (2 Ptos.)
HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + H2O

Answer 1

- Inicialmente, se determine la cantidad de moles que están presentes en 56 L de Cl₂ a 1800 °K y 3780 mmHg. a partir de la Ley de los gases:

PV = ZnRT  ⇒  n = PV / ZRT (Ec. 1)

- Donde: P = Presión de Cloro en mmHg = 3780 mmHG
               V = Volumen de Cloro = 56 L
               Z = Factor de Compresibilidad. Para simplificación consideramos                          que el sistema se comporta idealmente, Z = 1 (gas ideal)
               R = Constante de los Gases, R = 62,361 mmHg.L/g-mol.°K
               T =  Temperatura del Cloro en °K = 1800 °K

- Sustituyendo en la Ec. 2, se tiene:

  n = 3780 mmHg x 56 L /(1 x 62,361 mmHg.L/g-mol °K x 1800°K) ⇒

   n = 1,89 g-mol

- Balanceando la reacción de obtención de Cloro, queda:

  4 HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2 H₂O

- Es decir, que por cada un (1) mol de Cloro gaseoso (Cl₂) producido se requieren cuatro (4) moles de ácido Clorhídrico (HCl). 

- Ahora, para producir 1,89 g-mol de Cl₂, se requieren 7.56 g-mol de HCl ,

como se muestra:

  4 g-mol HCl → 1 g-mol Cl₂, 
     X               → 1.89 g-mol Cl₂  ⇒ X = 7.56 g-mol

- La masa en gramos de HCl, que se requiere esta dada por la ecuación:
 
   n = masa (m)/ Peso molecular (PM) ⇒  m = n x PM (Ec. 3)

- El peso molecular del HCl, es igual a: PM = 36 g/g-mol, entonces la masa
 en gramos de HCl requeridos, son: 

m = 7.56 g-mol x 36 g/g-mol ⇒ m = 272,16 g

- Cuando la pureza es 45.32%, la masa de HCl requerida, es:

 m = 272,16 g / 0,4532  = 600,53 g