PROBLEMA 1. - El cinc reacciona con el ácido sulfúrico según la reacción : Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2. Calcula : a) La masa de ZnSO4 obtenida a partir de 10 g de Zn y 100 mL de H2SO4 2 M. B) El volumen de H2 desprendido, medido a 25 ºC y 1 atm, cuando reaccionan 20 g de Zn con H2SO4 en exceso. DATOS : R = 0, 082 atm · L · mol–1 · K–1 Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUIMICA.
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Respuesta para elproblema 1de la Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUIMICA
a) Para calcular la
masa del ZnSO₄ obtenido a partir de 10g de Zinc y 100mL de H₂SO₄ de concentración 2M, observamos que
este es un ejercicio de reactivo limitante, ya que se nos está indicando una
reacción química y las cantidades de los dos reactivos.
Aplicando estequiometria y considerando que la
reacción es de uno a uno, calculamos :
Moles de zinc usados :
n(Zn) = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7Bmasa%7D%7Bmasa%20molar%7D%0A" /> = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B10g%7D%7B65%2C4.g.%20mol%5E%7B-1%7D%20%7D%20" /> = 0, 15 moles
Moles de ácido sulfúricousados :
n(H₂SO₄) = M.
V = 2 moles.
L⁻¹. 0, 1L = 0, 2 moles
Por lo tanto se puede afirmar que el reactivo
limitante es el Zinc (Zn) ya que es el que dispone de menor cantidad de moles.
Para la masa que corresponde a ZnSO₄que se forman en la reacción :
0, 15 moles.
161, 4 g.
Mol⁻¹ = 24, 21 g
b) Nos piden calcular cual es el volumen desprendido de H₂ a 25°C y presión de 1 atmosfera cuando ocurre la reacción de 20g de
Zinc (Zn) con H₂SO₄ en exceso.
Para este caso ya no estamos en presencia de reactivo
limitante sino solo al reactivo, determinamos los moles de Zinc de la siguiente
forma :
n(Zn) = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7Bmasa%7D%7Bmasa%20molar%7D%20%3D%0A%5Cfrac%7B20g%7D%7B65%2C4.g.%20mol%5E%7B-1%7D%20%7D%20%3D" /> 0, 31 moles
Ahora para el volumen, por ley de gases ideales :
P.
V = n.
R. T
V = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7Bn.R.T%7D%7BP%7D%20%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C31.0%2C082.298%7D%7B1%7D%20%3D%20" />7, 58 L de H₂.
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