Relaciones estequiométricas en una reacción 0001

, por F_y_Q

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El peróxido de hidrógeno (líquido) se descompone en agua (líquido) y oxígeno (gas), liberando gran cantidad de energía:

a) ¿Cuál será la masa de agua que se obtiene cuando se descomponen 250 mL de peróxido de hidrógeno?

b) ¿Qué volumen de oxígeno se obtendrá, medido a 30 ºC y 1,2 atm?

c) ¿Cuántas moléculas de oxígeno habrá en el volumen calculado?

Datos: C = 12 ; H = 1 ; O = 16 ; d_{per\’oxido} = 1,4\ g/mL

P.-S.

La ecuación química del proceso es: H_2O_2(l)\ \to\ H_2O(l) + \frac{1}{2} O_2(g)
a) A partir de la densidad y la masa molecular calculamos los moles de peróxido de hidrógeno:

250\ mL\ H_2O_2\cdot \frac{1,4\ g}{1\ mL}\cdot \frac{1\ mol}{34\ g} = 10,30\ mol\ H_2O_2


Como la estequiometría entre el agua y el peróxido es 1:1, se obtendrán los mismos moles de agua:

10,30\ mol\ H_2O\cdot \frac{18\ g}{1\ mol} = \bf 185,4\ g\ H_2O


b) Aplicando la estequiometría de la reacción:

10,30\ mol\ H_2O_2\cdot \frac{0,5\ mol\ O_2}{1\ mol\ H_2O_2} = 5,15\ mol\ O_2


Aplicando la ecuación de los gases:

PV = nRT\ \to\ V = \frac{nRT}{P} = \frac{5,15\ mol\cdot 0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 303\ K}{1,2\ atm} = \bf 106,63\ L\ O_2


c) Para calcular las moléculas de oxígeno debemos tener en cuenta los moles de oxígeno y el número de Avogadro:

5,15\ mol\ O_2\cdot \frac{6,022\cdot 10^{23}\ mol\’ec}{1\ mol} = \bf 3,1\cdot 10^{24}\ mol\’ec\ O_2