3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 49
ácidos (ácidos inorgánicos) coincidan con el hidrógeno que confiere el carácter ácido en el lado izquierdo (HCl, HNO 3 ,
H 2 SO 4 , etc.). La última observación por hacer es que el hidrógeno en el lado izquierdo en el HC 2 H 3 O 2 , queda balanceado
con el hidrógeno en el lado izquierdo en el HOH; de igual modo, el OH en el Ba(OH) 2 es la única fuente de
hidrógeno y oxígeno que se balancea con el OH en el HOH.
Comenzando con el hidrógeno del ácido, se observa que está balanceado con el hidrógeno del agua. Sin embargo,
el ion acetato, C 2 H 3 O 2
− , en el lado izquierdo, no está balanceado con el ion acetato del lado derecho. Al multiplicar
por dos el acetato del lado izquierdo queda balanceado ese ion.
2HC 2 H 3 O 2 + Ba(OH) 2 → Ba(C 2 H 3 O 2 ) 2 + HOH
Después, el bario está balanceado, pero el OH no. Al multiplicar por dos el agua se balancea el hidróxido.
2HC 2 H 3 O 2 + Ba(OH) 2 → Ba(C 2 H 3 O 2 ) 2 + 2HOH
Con una verificación del balanceo se comprueba que la ecuación está balanceada.
4.3. La sosa cáustica, NaOH, suele prepararse industrialmente con la reacción de carbonato de sodio, Na 2 CO 3 , con
cal apagada, Ca(OH) 2 . ¿Cuántos gramos de NaOH se pueden obtener al hacer reaccionar 1 kg de Na 2 CO 3 con
Ca(OH) 2 ?
Es aconsejable escribir la ecuación que describa el proceso. En esencia, la ecuación es un conjunto de instrucciones
que muestran cómo realizar un proceso. Además, la ecuación indica cuánto usar de cada uno de los reactivos y cuánto de
los productos se espera obtener. Esos factores están determinados por los coeficientes y se pueden considerar en moles de
sustancias. Si se tienen moles de sustancias, con facilidad se pueden convertir en gramos de sustancias, usando las masas
atómicas de los átomos que intervienen; esas masas aparecen en la tabla periódica de los elementos. La ecuación para la
presente reacción es:
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2NaOH + CaCO 3
1 mol Na 2 CO 3
1 mol = 106.0 g
produce 1 mol NaOH
2 mol = 2(40.0) = 80.0 g
En este caso, sólo interesan Na 2 CO 3 y NaOH, no hay que ocuparse de Ca(OH) 2 y CaCO 3 , por la forma en que está
planteado el problema. Sin embargo, no se hubiera podido llegar a la relación molar 1:2 ni a la relación de masas 106.0/80.0
sin haber balanceado la ecuación. Dependiendo de cómo se maneje el problema, una o ambas relaciones son fundamentales
para llegar al resultado correcto.
Método molar: Al igual que en el capítulo 2, se usará el símbolo n(X) para indicar la cantidad de moles de sustancia cuya
fórmula es X, y m(X) representará la masa de la sustancia X. La base serán 1 000 g de Na 2 CO 3 .
n(Na 2 CO 3 ) =
1 000 g
106.0 g/mol = 9.434 mol de Na 2CO 3
A partir de los coeficientes de la ecuación balanceada se observa que n(NaOH) = 2m(Na 2 CO 3 ) = 2(9.434) = 18.87
mol de NaOH.
m(NaOH) = (18.87 mol NaOH)(40.0 g NaOH/mol NaOH) = 755 g de NaOH
Método de las proporciones: En este método se aplica directamente la información determinada por la ecuación balanceada.
La información se presenta en una forma lógica, que prácticamente resuelve el problema. El truco consiste en escribir
la información indicada por la ecuación balanceada (Info. Ec.) sobre la ecuación, así como la información que menciona
el problema (Info. Prob.) abajo de la ecuación. La información se escribe arriba y abajo del participante identificado en la
ecuación por el problema y no se toman en cuenta los participantes que no se requieren para resolver el problema. Se coloca
un símbolo que represente el valor de la incógnita que se necesite en Info. Prob. (Para recordar que la respuesta se debe
expresar en unidades de peso, W por su inicial en inglés, en gramos.)
Info. Ec. 1 mol 2 mol
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2NaOH + CaCO 3
Info. prob. 1 kg W