Reacción química y estequiometría (2090)

, por F_y_Q

Los antiácidos son productos que combaten la acidez estomacal. La mayoría de estos antiácidos siguen la reacción del bicarbonato de sodio (\ce{NaHCO_3}) con el ácido cítrico (\ce{C6H8O7}), para dar citrato de sodio (\ce{Na3C6H5O7}), dióxido de carbono y agua.

a) Escribe y ajusta la reacción química.

b) Calcula la masa de ácido cítrico que debe utilizarse para que reacciones 100 mg de bicarbonato de sodio.

c) Calcula la masa de \ce{CO2} liberado en la reacción anterior.

d) Calcula el volumen que ocupa dicho \ce{CO2}, medido a 1.45 atm y 39.5 ^oC .


SOLUCIÓN:

a)

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{3NaHCO3 + C6H8O7 -> Na3C6H5O7 + 3CO2 + 3H2O}}}


b) Vamos a calcular los milimoles de bicarbonato (y así no tenemos que convertir la masa a gramos)

100\ \cancel{mg}\cdot \frac{1\ mmol\ \ce{NaHCO3}}{84\ \cancel{mg}} = 1.2\ mmol\ \ce{NaHCO3}

Aplicamos la estequiometría de la reacción:

1.2\ \cancel{mmol\ \ce{NaHCO3}}\cdot \frac{1\ mmol\ \ce{C6H8O7}}{3\ \cancel{mmol\ \ce{NaHCO3}}} = 0.40\ mmol\ \ce{C6H8O7}

Solo nos queda calcular la masa a la que equivalen estos milimoles:

0.4\ \cancel{mmol}\ \ce{C6H8O7}\cdot \frac{192\ mg}{1\ \cancel{mmol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 76.8\ mg\ \ce{C6H8O7}}}


c) Si atendemos a la reacción vemos que la estequiometría es 3:3, es decir, que se obtienen los mismos moles de \ce{CO2} que los que reaccionan de bicarbonato. Se habrán obtenido 1.2 mmol:

1.2\ \cancel{mmol}\ \ce{CO2}\cdot \frac{44\ mg}{1\ \cancel{mmol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 52.8\ mg\ \ce{CO2}}}


d) Para calcular el volumen usaremos la ecuación de los gases ideales. Debemos recordar que la temperatura tiene que estar expresada en kelvin:

P\cdot V = n\cdot R\cdot T\ \to\ V  = \frac{n\cdot R\cdot T}{P}

Sustituimos los valores y obtendremos el volumen expresado en mililitros de gas:

V = \frac{1.2\ mmoles\cdot 0.082\frac{\cancel{atm}\cdot \cancel{L}}{\cancel{K}\cdot mol}\cdot 312.5\ \cancel{K}}{1.45\ \cancel{atm}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 21.2\ mL\ \ce{CO2}}}