Ejercicios de Física y Química

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Reacción química con gases 0001

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Una muestra de zinc metálico reacciona completamente con un exceso de ácido clorhídrico según la reacción:

Zn + 2HCl\ \to\ ZnCl_2 + H_2

El hidrógeno gaseoso generado se recoge sobre agua a 25,0 °C. El volumen del gas es de 7,80 L y la presión es 0,98 atm. Calcula el número de gramos de zinc consumidos en la reacción. (La presión del vapor de agua a 25 °C es de 23,8 mmHg).


SOLUCIÓN:

En primer lugar vamos a determinar la presión del hidrógeno recogido en la reacción. Debemos tener en cuenta que la presión total es la suma de la presión de vapor del agua más la del hidrógeno:

P_{H_2O} = 23,8\ mmHg\cdot \frac{1\ atm}{760\ mmHg} = 3,13\cdot 10^{-2}\ atm


La presión parcial del hidrógeno será, por tanto: P_{H_2} = (0,98 - 3,13\cdot 10^{-2})\ atm = 0,95\ atm
Podemos determinar ahora los moles de H_2 que se han producido en la reacción:

n = \frac{P\cdot V}{R\cdot T} = \frac{0,95\ atm\cdot 7,8\ L}{0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 298\ K} = 0,3\ mol


Si miramos la estequiometría de la reacción veremos que se producen los mismos moles de hidrógeno que los moles de Zn que reaccionan, (estequiometría 1:1), así que habrán reaccionado 0,3 moles de Zn. Su masa es:

0,3\ mol\ Zn\cdot \frac{65,3\ g}{1\ mol} = \bf 19,6\ g

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