Repaso: caso práctico de materia y reacciones químicas (7296)

, por F_y_Q

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Cuando el cinc, cuyo número atómico es 30 y tiene 35 neutrones en su núcleo, reacciona con el cloruro de hidrógeno, siendo la masa atómica del hidrógeno 1 u y teniendo el cloro 17 protones y 18 neutrones, se forman cloruro de cinc e hidrógeno gaseoso. Responde a las siguientes cuestiones:

a) Escribe la ecuación química que tiene lugar.

b) Si reaccionan 36 g del compuesto covalente con exceso del metal, ¿qué masa del compuesto iónico se obtiene?

c) ¿Qué volumen de gas se obtendrá, medido en condiciones normales, si se hacen reaccionar 50 g de metal puro con exceso de clorano?

d) ¿Cuál sería la masa de gas que se obtendría en el apartado b) si el isótopo del cloro usado fuese el \ce{^37_17Cl} ? ¿Cuántos protones y neutrones presenta este isótopo?

e) ¿Cuántas moléculas y cuántos átomos de hidrógeno estarán contenidos en el volumen del apartado c)?

P.-S.

La ecuación química debe contener las especies que actúan como reactivos y como productos, con sus estados de agregación correspondientes, y con el número de cada tipo de átomo igual en ambos lados de la ecuación. Te debe quedar la siguiente ecuación química:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{Zn(s) + 2HCl(ac) -> ZnCl2(ac) + H2(g)}}}}


b) El compuesto covalente es el \ce{HCl}, cuya masa molar es:

M_{\ce{HCl}} = 1\cdot 1 + 1\cdot (17 + 18) = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 36\ u}

A partir de la relación másica de la reacción:

36\ \cancel{\ce{g\ HCl}}\cdot \frac{(65 + 2\cdot 35)\ \ce{g\ ZnCl2}}{2\cdot 36\ \cancel{\ce{g\ HCl}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{68\ \ce{g\ ZnCl2}}}}


c) En este caso puedes calcular los moles a los que equivale la masa de metal, hacer la relación estequiométrica y luego la equivalencia con el volumen molar de un gas en condiciones normales, todo ello en un paso haciendo uso de los factores de conversión:

50\ \cancel{\ce{g\ Zn}}\cdot \frac{1\ \cancel{\ce{mol\ Zn}}}{65\ \cancel{\ce{g\ Zn}}}\cdot \frac{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}}{1\ \cancel{\ce{mol\ Zn}}}\cdot \frac{22.4\ \ce{L\ H2}}{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{17\ \ce{L\ H2}}}}


d) Ahora la masa molar del \ce{HCl} es:

M_{\ce{HCl}} = 1\cdot 1 + 1\cdot 37 = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 38\ u}

La relación másica entre la masa clorano y la de hidrógeno es:

36\ \cancel{\ce{g\ HCl}}\cdot \frac{2\cdot 1\ \ce{g\ H2}}{2\cdot 38\ \cancel{\ce{g\ HCl}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{0.95\ \ce{g\ H2}}}}


e) Las moléculas de hidrógeno las obtienes si aplicas la definición de mol al volumen molar de un gas:

17\ \cancel{L}\ \ce{H2}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{22.4\ \cancel{L}}\cdot \frac{6.022\cdot 10^{23}\ \text{molec}}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{4.6\cdot 10^{23}}\ \textbf{\ce{molec\ H2}}}}


Como cada molécula contiene dos átomos de hidrógeno:

4.6\cdot 10^{23}\ \cancel{\text{molec}}\cdot \frac{2\ \ce{at\ H}}{1\ \cancel{\text{molec}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{9.2\cdot 10^{23}}\ \textbf{\ce{at\ H}}}}


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