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Repaso: caso práctico de materia y reacciones químicas (7296)
Lunes 2 de agosto de 2021, por
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 
? ¿Cuántos protones y neutrones presenta este isótopo?
e) ¿Cuántas moléculas y cuántos átomos de hidrógeno estarán contenidos en el volumen del apartado c)?
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)}}}}](local/cache-vignettes/L350xH26/81973bc1ff88dd6eabeea84cb8542cd1-b1ff7.png?1733055463 "\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{Zn(s) + 2HCl(ac) -> ZnCl2(ac) + H2(g)}}}}"){kind=small}
b) El compuesto covalente es el
, cuya masa molar es: ![M_{\ce{HCl}} = 1\cdot 1 + 1\cdot (17 + 18) = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 36\ u}](local/cache-vignettes/L248xH18/4eb8f631847a3f483d9db5af0c491fcd-4f381.png?1733055463 "M_{\ce{HCl}} = 1\cdot 1 + 1\cdot (17 + 18) = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 36\ u}"){kind=small}
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}}}}](local/cache-vignettes/L345xH40/ae8285e95e2a90b1f47f7b06b4fa1c56-fe2ff.png?1733055463 "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}}}}"){kind=small}
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}}}}](local/cache-vignettes/L393xH41/71dd4fab803682fb39dda296a8a65adc-3a9b2.png?1733055463 "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}}}}"){kind=small}
d) Ahora la masa molar del
es: ![M_{\ce{HCl}} = 1\cdot 1 + 1\cdot 37 = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 38\ u}](local/cache-vignettes/L199xH16/ec296b5bb9e0534e2486982e6ddb85d7-86c49.png?1733055463 "M_{\ce{HCl}} = 1\cdot 1 + 1\cdot 37 = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 38\ u}"){kind=small}
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}}}}](local/cache-vignettes/L272xH38/cc5f9659b03a4d5ce673290385246427-6d250.png?1733055463 "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}}}}"){kind=small}
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}}}}](local/cache-vignettes/L437xH40/2b6c19cdd42c2aacabdadca9c183c55e-efd5e.png?1733055463 "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}}}}"){kind=small}
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}}}}](local/cache-vignettes/L321xH35/8309c8e502929c41d7f95b0c286a3589-80864.png?1733055463 "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}}}}"){kind=small}
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