3 QUIMICA Schaum

50 CAPÍTULO 4 CÁLCULOS A PARTIR DE ECUACIONES QUÍMICAS
A continuación se observa que las unidades son diferentes y que, independientemente de lo que haya que hacer,
deben ser iguales: mol y kg deben transformarse en moles o kilogramos. El resultado debe presentarse en gramos, por lo
que se puede hacer la conversión de kilogramos que indica el problema (1 kg = 1 000 g).
Info. Ec . 1 mol × 106.0 g/mol = 106.0 g 2 mol × 40.0 g/mol = 80.0 g
Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2NaOH + CaCO 3
Info. Prob. 1 000 g W
De esta manera se puede establecer una relación y una proporción (igualdad de dos fracciones), y despejar W.
106.0 g Na 2 CO 3 80.0 g NaOH
=
1 000 g Na 2 CO 3 W
Se despeja W y se obtiene el peso de NaOH producido.
W = 1 000 g Na 2CO 3 × 80.0 g NaOH
106.0 g Na 2 CO 3
= 755 g NaOH
Si se hubiera observado que los g de Na 2 CO 3 se simplifican en la ecuación anterior, se podría haber hecho antes para
ahorrar un poco de escritura. De cualquier modo, es importante resaltar que la solución indica que las unidades del resultado
deben ser gramos de NaOH, justo lo que se pide en el problema.
4.4. La ecuación para la obtención de fósforo en un horno eléctrico es:
2Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6SiO 2 + 10C → 6CaSiO 3 + 10CO + P 4
Determine:
a) la cantidad de moles de fósforo que se forma por cada mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 ;
b) la cantidad de gramos de fósforo que se forma por cada mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 ;
c) la cantidad de gramos de fósforo que se forma por cada gramo de Ca 3 (PO 4 ) 2 ;
d ) la cantidad de libras de fósforo que se forma por cada libra de Ca 3 (PO 4 ) 2 ;
e) la cantidad de toneladas de fósforo que se forma por cada tonelada de Ca 3 (PO 4 ) 2 ;
f ) la cantidad de moles de SiO 2 y de C necesarios por cada mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 .
a) A partir de la ecuación, se observa que se obtiene 1 mol de P 4 por cada 2 moles de Ca 3 (PO 4 ) 2 , o bien 1 2 mol de P 4 por
mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 .
b) La masa molar de P 4 es 124. Entonces 1 2 mol de P 4 = 1 2 × 124 = 62 g de P 4.
c) Un mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 (319 g/mol) produce 1 2 mol de P 4 (62 g). 1 g de Ca 3 (PO 4 ) 2 produce 62/310 = 0.20 g de P 4 .
d )
0.20 lb; las cantidades relativas son iguales que en c), independientemente de las unidades.
e) 0.20 ton (como en el punto anterior).
f )
De acuerdo con los coeficientes de la ecuación balanceada, 1 mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 requiere 3 moles de SiO 2 y 5 moles
de C.
4.5. Alguna vez se preparó ácido clorhídrico en escala industrial calentando NaCl con H 2 SO 4 concentrado. ¿Cuánto
ácido sulfúrico, con 90.0% de H 2 SO 4 en peso, se necesita para producir 1 000 kg de ácido clorhídrico concentrado,
con 42.0% de HCl en peso?
1. La cantidad de HCl puro en 1 000 kg de ácido al 42.0% es 0.420 × 1 000 kg = 420 kg.
2. Se necesita la ecuación balanceada y las masas moleculares para calcular el resultado.
2NaCl + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2HCl