Este archivo contiene las soluciones a los ejercicios propuestos en http://es.slideshare.net/quimicaparatodosymas/ejercicios-relacionados-con-la-estequiometria-en-las-reacciones

1. 2013
http://quimicaparatodosymuchomas.blogspot.com.es/
19/04/2013
Ejercicios relacionados con la
estequiometria de las reacciones
químicas (1): Soluciones

2. En este archivo se han propuesto 10 ejercicios que están relacionados con
la estequiometria de las reacciones. Es decir, que os hemos dado la
cantidad de reactivos disponibles y os pedimos que calculéis la cantidad
de productos generados; o al revés cuantos reactivos necesitamos para
obtener una determinada cantidad de producto que es el dato que os
damos.
En cualquier caso la resolución es muy sencilla y basta tener las reacciones
bien ajustadas, bueno y saber “leer” una reacción química. ¿Qué quiere
decir “leer” una reacción química? Vamos a ver un ejemplo:
2 Al + 3 H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3 H2
En esta reacción 2 moles de Al reaccionan con 3 moles de H2SO4 para
generar 1 mol de Al2(SO4)3 y 3 moles de H2. Es decir, que los números que
tenemos delante de cada compuesto se refieren a los moles que
intervienen en la reacción o los que se generan. Si no hay número,
entonces, equivale a un 1.
Como podréis observar en este archivo hay dos tipos de ejercicios:
 ejercicios del 1 al 4, son de resolución directa o casi directa ya que
basta conocer la estequiometria de la reacción química en cuestión
y relacionar directamente número de moles de reactivos con
número de moles de productos.
 ejercicios del 5 al 10, requieren transformar unidades de peso (g) a
moles para poder establecer la relación. Una vez transformados los
g a moles, la resolución del ejercicio es idéntica a la mostrada en los
ejercicios 1-4.

3. SOLUCIONES:
1.- Cuántos moles de SO2 son necesarios para obtener 4 moles
de H2S03 en la reacción
H20 + S02 → H2S03
La estequiometria de la reacción es: 1 mol de SO2 genera 1 mol de H2S03;
como es necesario generar 4 moles de H2S03, entonces serán necesarios 4
moles de S02.
2.- Cuántos moles de Al son necesarios para obtener 5 moles de
Al2(SO4)3
2 Al + 3 H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3 H2
En este caso la estequiometria de la reacción es: 2 moles de Al generan 1
mol de Al2(SO4)3; como es necesario generar 5 moles de Al2(SO4)3,
entonces serán necesarios el doble de moles de Al, es decir, 10 moles de
Al.
3.- Cuántos moles de SO2 son necesarios para obtener 6 moles
de H2S03 en la reacción
H20 + S02 → H2S03
La resolución de este ejercicio es idéntica a la del ejercicio 1. La
estequiometria de la reacción es: 1 mol de SO2 genera 1 mol de H2S03;
como es necesario generar 6 moles de H2S03, entonces serán necesarios 6
moles de S02.

4. 4.- Cuántos moles de Al reaccionan con 8 moles de H2SO4
2 Al + 3 H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3 H2
La estequiometria de esta reacción es: 2 moles de Al reaccionan con 3
moles de H2S04; recurriendo a una sencilla regla de 3 para su resolución se
puede concluir que: para que 8 moles de H2S04 reaccionen de forma
completa son necesarios 5.3 moles de Al.
5.- Cuántos moles de SO2 son necesarios para obtener 46 g de
H2S03 en la reacción
H20 + S02 → H2S03
Como la estequiometria siempre se establece con moles, en primer lugar,
es necesario transformar los 46 g de H2S03 en moles.
La masa molecular, M, del H2S03 es (2×1+32+3×16) = 82 g/mol

5. A partir de ahora la resolución de este ejercicio es idéntica a las
anteriores: la estequiometria de la reacción es: 1 mol de SO2 genera 1 mol
de H2S03; como es necesario generar 0.56 moles de H2S03, entonces serán
necesarios 0.56 moles de S02.
6.- Cuántos g de SO2 son necesarios para obtener 2.5 moles de
H2S03 en la reacción
H20 + S02 → H2S03
La estequiometria de la reacción es 1 mol de S02 genera 1 mol de H2S03,
como se quieren obtener 2.5 moles de H2S03, serán necesarios 2.5 moles
de S02. Lo único que queda pendiente en la resolución de este problema
es transformar los 2.5 moles de S02 en peso.
La masa molecular, M, del S02 es (32+2×16) = 64 g/mol
Despejando el peso de S02
Por lo tanto, la solución al problema es que para obtener 2.5 moles de
H2S03 serán necesarios 160 g de S02.

6. 7.- Cuántos gramos de agua son necesarios para obtener 36 g de
H2S03 en la reacción
H20 + S02 → H2S03
La estequiometria de la reacción es 1 mol de H20 genera 1 mol de H2S03.
Como todas las operaciones hay que realizarlas con moles es necesario
primero transformar los g en moles.
La masa molecular del H2S03 es (2×1+32+3×16) = 82 g/mol
Como la estequiometria de la reacción es 1 mol de H20 genera 1 mol de
H2S03, para generar 0.44 moles de H2S03 serán necesarios 0.44 moles de
H2O. El problema ahora consiste en resolver cuantos g de agua son 0.44
moles de H20.
La masa molecular, M, del H2O es (1×2+16) = 18 g/mol
Despejando el peso de H20

7. Por lo tanto, la solución al problema es que para obtener 36 g de H2S03
serán necesarios 7.92 g de H20.
8.- Cuántos gramos de agua son necesarios para que 56 g sodio
elemental reaccionen de forma completa y suponiendo un 100%
de rendimiento de la reacción
2Na + 2H20 → 2NaOH + H2
De nuevo, como la resolución de este tipo de problemas se hace siempre
por medio de los moles, será necesario, en primer lugar, transformar los
56 g de Na en moles.
El peso atómico del Na es 23 g/mol
Una vez conocido el número de moles de Na, se determina la
estequiometria de la reacción que es 2 moles de Na reaccionan con 12
moles de H2O. Por lo tanto, 2.43 moles de Na reaccionan de forma
completa con 2.43 moles de agua. Sólo queda transformar el número de
moles de H2O en g.
La masa molecular del H2O es (1×2+16) = 18 g/mol

8. Despejando el peso de H20
Por lo tanto, la solución al problema es que para que 56 g de Na
reaccionen de forma completa son necesarios 43.8 g de H20.
9.- Cuántos gramos de hidrógeno (H2) se generan si se parte de
23 g de aluminio (Al) y hay ácido sulfúrico en exceso
2 Al + 3 H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3 H2
Como siempre, es necesario trabajar con moles; por lo tanto el primer
paso será transformar 23 g de Al en número de moles.
El peso atómico del Na es 27 g/mol
Ahora se comprueba que la estequiometria de la reacción es, que 2 moles
de Al generan 3 moles de H2, por lo tanto a través de una regla de tres,
0.85 moles de Al generarán moles de H2.
El paso final es transformar 1.28 moles de H2 en peso:
La masa molecular del H2 es (1×2) = 2 g/mol

9. Despejando el peso de H2
Por lo tanto, la solución al problema es que si 23 g de Al reaccionan de
forma completa se obtienen 2.56 g de H2.
10.- Si se hacen reaccionar 84 g de aluminio con 243 g de ácido
sulfúrico, ¿qué reactivo está en exceso?
2 Al + 3 H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3 H2
La resolución de este ejercicio es ligeramente diferente ya que nos dan
datos de dos reactivos y debemos averiguar cual de los dos está en
exceso. Como ya hemos indicado anteriormente, la resolución de estos
ejercicios siempre se hace a través del número de moles, por lo que el
primer paso es transformar 84 g de Al y 243 g de ácido sulfúrico en moles.
El peso atómico del Al es 27 g/mol
La masa molecular del H2SO4 es (1×2+32+4×16) = 98 g/mol

10. Es decir, tenemos 3.11 moles de Al y 2.48 moles de H2SO4 y la pregunta
ahora, es ¿Cuál de los dos está en exceso? La estequiometria de la
reacción es 2 moles de Al reaccionan con 3 moles de H2SO4. Vamos a
suponer que sólo tenemos 3.11 moles de Al y calculamos los moles de
H2SO4 necesarios:
Si queremos que 3.11 moles de Al reaccionen de forma completa
necesitaríamos 4.7 moles de H2SO4 que no tenemos (en el enunciado nos
dice que sólo tenemos 2.48 moles). Por lo tanto, el reactivo que está en
exceso es el Al y el reactivo limitante es el H2SO4.