QB: Ejercicios (IX)

Se tiene la siguiente reacción:

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Indicar cuál es el reactivo limitante y en exceso en los siguientes casos:

(a) 5 moles de aluminio y 7 moles de oxígeno
(b) 7 moles de aluminio y 11 moles de oxígeno
(c) 6 gramos de aluminio y 2'5 gramos de oxígeno
(d) 9 gramos de aluminio y 5 gramos de oxígeno
(e) 7 moles de aluminio y 2'5 L de oxígeno medidos en condiciones normales
(f) 7 moles de aluminio y 2'5 L de oxígeno medidos en condiciones estándar 
(g) 2'5 gramos de aluminio y 2'5 L de oxígeno a 578 mmHg y 26 ºC

Se tiene la siguiente reacción:

H2SO4   +   2KOH → 2H2O + K2SO4

Se hacen reaccionar 30 mL de una disolución 0'1 M de KOH con 30 mL de una disolución de H2SO4 al 90 % (d = 1'84 g/mL). Hallar el reactivo limitante y en exceso. ¿Cuánta agua se producirá? (solución abajo).

SOLUCIÓN EJERCICIO 2

Lo primero es pasar todo a moles. Para ello, hay que dominar bien las disoluciones:

MOLES DE KOH

MOLARIDAD = oles de soluto / Volumen de disolución (L)

moles de KOH = MOLARIDAD · Volumen de disolución (L) = 0'1M · 0'03 L = 0'003 moles de KOH

MOLES DE H2SO4

Calculamos la masa de esos 30 mL de disolución:

Densidad = Masa / Volumen

Masa de disolución = Densidad · Volumen = 1'84 g/mL · 30 mL = 55'2 gramos de disolución

De esa disolución, el 90% es H2SO4:

Masa de H2SO4 = 49'68 gramos de H2SO4

moles de H2SO4 = 0'507 moles

Ahora ajustamos la reacción (ya está hecho), y para saber cuál es el reactivo limitante o en exceso, elegimos el que queramos. Vamos a hacerlo con el KOH. Vemos cuántos moles de H2SO4 necesitamos para hacer reaccionar los 0'003 moles que tenemos:

    1 mol de H2SO4                     2 moles de KOH
___________________   =   _____________________

                x                              0'003 moles de KOH

x = 0'0015 moles de H2SO4

¿Tenemos esos moles de H2SO4? Sí, tenemos incluso más, 0'507. Como tenemos más, está en exceso. Reaccionarán 0'0015 moles de H2SO4, y quedarán 0'507 - 0'0015 = 0'5055 moles sin reaccionar.

O sea:

LIMITANTE: KOH (reaccionan los 0'003 moles)
EN EXCESO: H2SO4 (reaccionan 0'0015 moles, quedarán 0'5055 moles sin reaccionar)

Ahora, hacemos los cálculos como siempre. Los haremos con el H2SO4


    1 mol de H2SO4                     2 moles de H2O
___________________   =   _____________________

0'0015 moles de H2SO4                       x

x = 0'003  moles

Masa de agua = 0'003 mol · 18 g / mol = 0'054 gramos