Rendimiento teórico y volumen de gas que se obtiene en la reacción del NaCl con ácido sulfúrico

, por F_y_Q

Se hicieron reaccionar 48.3 mg de NaCl con H_2SO_4, formando la correspondiente sal y cloruro de hidrógeno. El gas fue recolectado alcanzando un volumen de 32\ cm^3 a una temperatura de 27^oC y una presión de 0.70 atm:

a) Escribe y balancea la ecuación que describe la reacción.

b) Calcula el rendimiento de la reacción.

c) Justifica el porcentaje de rendimiento obtenido.

d) Si se obtuviera un 92\% de rendimiento, ¿qué volumen ocuparía el gas?


SOLUCIÓN:

a) La reacción que tiene lugar, suponiendo que la sal que se obtiene es el sulfato de sodio, es:

\ce{2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2HCl}


b) Convertimos la masa de NaCl en mol:

48.3\cdot 10^{-3}\ \cancel{g}\ NaCl\cdot \frac{1\ mol}{(23 + 35.5)\ \cancel{g}} = 8.26\cdot 10^{-4}\ mol\ NaCl
A partir de la estequiometría de la reacción se obtendrían los mismos moles de HCl. El volumen que ocuparían, en las condiciones dadas, sería:

V = \frac{8.26\cdot 10^{-4}\ \cancel{mol}\cdot 0.082\frac{\cancel{atm}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \cancel{mol}}\cdot 300\ \cancel{K}}{0.7\ \cancel{atm}} = 2.9\cdot 10^{-2}\ L

El rendimiento que se obtiene a partir de este dato es:

r = \frac{V_{obt}}{V_{calc}}\cdot 100 = \frac{32\ \cancel{cm^3}}{29\ \cancel{cm^3}}\cdot 100 = \bm{110\%}


c) Este resultado solo puede interpretarse considerando que el HCl que se produce NO es puro. Una forma de interpretarlo sería si se recoge ese gas sobre agua, en cuyo caso habría que tener en cuenta la presión de vapor del agua, por ejemplo..
d) Para obtener el volumen que ocuparía el gas solo tenemos que multiplicar el volumen obtenido que nos dice el enunciado por el rendimiento expresado en tanto por uno:

V = 32\ cm^3\cdot 0.92 = \bf 29.4\ cm^3