Volumen de hidrógeno y masa de HCl en la reacción con el magnesio (6484)

, por F_y_Q

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El magnesio reacciona con ácido clorhídrico para formar cloruro de magnesio y desprender dihidrógeno.

a) Escribe y ajusta la reacción.

b) ¿Qué volumen de gas hidrógeno a 25\ ^oC y 700 mm Hg se desprenderá al hacer reaccionar 7.2 g de magnesio con ácido clorhídrico en exceso?

c) ¿Qué cantidad de ácido clorhídrico tiene que reaccionar para obtener 50 L de gas hidrógeno medidos en condiciones normales?

Datos: R = 0.082\ atm\cdot L\cdot K^{-1}\cdot mol^{-1} ; Mg = 24 ; H = 1 ; Cl = 35.5

P.-S.

a) La reacción ajustada es:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{Mg(s) + 2HCl(ac) -> MgCl2(ac) + H2(g)}}}}


b) Primero debes calcular los moles de magnesio que han reaccionado y luego aplicas la estequiometría de la reacción.

7.2\ \cancel{g}\ \ce{Mg}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{24\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.3 mol Mg}}

Por cada mol de Mg que reacciona se produce 1 mol de hidrógeno, que es lo que te indica la reacción. Por lo tanto, se habrán producido:

0.3\ \cancel{\text{mol}\ \ce{Mg}}\cdot \frac{1\ \ce{mol\ H2}}{1\ \cancel{\text{mol}\ \ce{Mg}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.3 mol \ce{H2}}}

Las condiciones dadas son 298 K y 0.921 atm (que lo obtienes al hacer el cociente 700/760). Aplicas la ecuación de los gases ideales para determinar el volumen de gas:

P\cdot V = n\cdot R\cdot T\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{V = \frac{n\cdot R\cdot T}{P}}}

Sustituyes los datos y calculas el volumen:

V = \frac{0.3\ \cancel{\text{mol}}\cdot 0.082\ \frac{\cancel{\text{atm}}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \cancel{\text{mol}}}\cdot 298\ \cancel{K}}{0.921\ \cancel{\text{atm}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{7.95 L de \ce{H2}}}}


c) En condiciones normales, 22.4 L de un gas equivalen a 1 mol:

50\ \cancel{L}\ \ce{H2}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{22.4\ \cancel{L}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{2.23 mol \ce{H2}}}

Cada mol de hidrógeno que se obtiene tienen que reaccionar 2 moles de HCl, por lo que al aplicar la estequiometría necesitarás:

2.23\ \cancel{\ce{mol\ H2}}\cdot \frac{2\ \ce{mol\ HCl}}{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{4.46 mol HCl}}

Solo tienes que convertir a masa los moles de \ce{HCl}:

4.46\ \cancel{\text{mol}}\ \ce{HCl}\cdot \frac{36.5\ g}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{162.8 g HCl}}}