Aparentemente cuando se produce una reacción química, hay ocasiones en las que puede cambiar la masa....Eso ocurre cuando uno de los reactivos o de los productos está en estado gaseoso y se produce en un recipiente abierto...

Simulador virtual para comprobar experimentalmente la ley de conservación de la masa descubierta por Antoine Lavoisier

1.1-Se ataca con ácido clorhídrico en exceso 7,65 kg de roca caliza que tiene una riqueza en carbonato de calcio del 85,3%. Calcula el volumen, medido en condiciones normales, del dióxido de carbono desprendido. Junto con el dióxido de carbono se produce cloruro de calcio y agua.

Datos de masas atómicas: Cl - 35,5; H - 1; Ca - 40; C - 12; O - 16

Solución: 

1.2-Una muestra de oligisto (óxido de hierro(III), con impurezas) reacciona con ácido clorhídrico comercial de concentración 36% en masa y densidad 1,2 g/mL para formar cloruro de hierro (III) y agua.

a) Escribe la ecuación química ajustada.

b) Calcula la riqueza en óxido de hierro (III) si 4 g de este óxido reaccionan exactamente con 10 mL de ácido. Solución: 

c) Calcula la masa de cloruro de hierro (III) que se formará. Solución:

Datos de masas atómicas: O - 16; Fe- 55,8; Cl - 35,5

1.3.- Para determinar la riqueza de una muestra de Zinc, se tomaron 50 g del mineral que lo contiene y se trataron con ácido clorhídrico del 37 % en masa y densidad 1,18 g/mL. Se gastaron 120 mL del ácido. Determina:

a) Ecuación química ajustada del proceso.

b) Cantidad de ácido consumida (expresada en mol). Solución: 1,44 mol.

c) Cantidad de zinc que ha reaccionado. Solución: 47,1 g.

d) Riqueza en zinc (porcentaje en masa) de la muestra de mineral. Solución: 94 %

2.1-El ácido sulfúrico reacciona con el aluminio para formar sulfato de aluminio e hidrógeno.

a) Escribe la ecuación química ajustada que describe esta reacción química.

b) Calcula la masa de aluminio que reaccionará con 1500 mL de ácido sulfúrico de concentración 2,5 M. Solución: 

c) Calcula el volumen de ácido sulfúrico 1,5M que se necesita para que se gasten completamente 540 g de aluminio. Solución:

Datos de masas atómicas: Al - 27; S - 32; O - 16

2.2-El hierro reacciona con sulfato de cobre (II) para formar sulfato de hierro (II) y cobre metálico. Determina la masa de cobre que se obtiene si disponemos de 300 mL de una disolución de sulfato de cobre (II) del 10 % de riqueza y densidad 1,10 g/mL. Solución: 

3.1-Nuestro cuerpo obtiene la energía de sustancias químicas como la glucosa (C6H12O6) que, durante la oxidación celular se combina con oxígeno para formar dióxido de carbono y agua.

a) Escribe la ecuación química ajustada.

b) Si una persona consume una pastilla de glucosa de 18 g, ¿cuántos moles y gramos de oxígeno se consumirán en su oxidación? Solución:

c) ¿Cuántos moles de agua se formarán en esta reacción? Solución:

d) ¿Qué cantidad de glucosa debe tomar una persona para producir 88 gramos de dióxido de carbono? Solución:

3.2-El sodio es un metal alcalino que reacciona muy activamente con el agua para producir hidrógeno gaseoso y el hidróxido del metal.

a) ¿Cuántos gramos de hidrógeno se formarán a partir de 20 g de sodio? Solución:

b) ¿Cuántos gramos de sodio habría que echar al agua para obtener 3 g de hidrógeno? Solución:

4.1-Los arquitectos utilizan placas de titanio para recubrir edificios, debido a que es un metal de baja densidad, elevada resistencia mecánica y alta resistencia a la oxidación. Para obtener este metal, se hace reaccionar cloruro de titanio (IV) (TiCl4) con magnesio. El otro producto de la reacción es cloruro de magnesio (MgCl2). Masas atómicas en u: Ti - 48 u; Mg - 24,3 u; Cl-35,5 u.

a) Escribe la ecuación química ajustada.

b) Si hacemos reaccionar 350 kg de cloruro de titanio (IV) con 110 kg de magnesio fundido, ¿cuál es el reactivo limitante? Justifícalo. Solución:

c) Calcula la cantidad teórica del titanio que se puede obtener. Solución:

d) Si la cantidad real obtenida es de 80 kg, ¿cuál es el rendimiento del proceso? Solución:

4.2-El cloruro de aluminio, AlCl3, muy usado en la industria, se obtiene tratando limaduras de aluminio con cloro, Cl2.

a) Escribe la ecuación química ajustada.

b) Si se parte de 2,7 g de aluminio y 4,1 g de cloro, ¿cuál es el reactivo limitante? Solución: el cloro

c) ¿Cuántos gramos de cloruro de aluminio se obtendrían a partir de las cantidades de aluminio y cloro indicadas en el apartado anterior? Solución: 5,34 g

 5.1-En la fermentación de la glucosa se produce etanol y dióxido de carbono, en ausencia de oxígeno.

a) Escribe la ecuación química ajustada.

b) Si, a partir de 180 g de glucosa, se obtienen 85 g de etanol, ¿cuál será el rendimiento del proceso? Solución:

c) Si el rendimiento fuese del 75 %, ¿cuántos gramos de etanol se obtendrían? Solución.

d) ¿Sería posible obtener 100 g de etanol a partir de 180 g de glucosa? Solución:

5.2- Se ataca 3,5 t de óxido de plomo (II) con 1500 L de ácido nítrico del 68 % y densidad 1,4 g/cm3. Calcula la cantidad de nitrato de plomo (II) que se obtendrá suponiendo un rendimiento del 87 %. 

Datos de masas atómicas: Pb 207,21; O 16; H 1; N 14.

Solución: 3263 kg

6.1-Algunos extintores aprovechan la reacción entre el carbonato ácido de sodio NaHCO3 y el ácido sulfúrico. Al mezclar ambos reactivos en el interior del extintor se genera una presión, causada por la formación del gas dióxido de carbono, que impulsa hacia afuera el agua. También se produce sulfato de sodio. Un extintor de este tipo contiene 0,750 kg de NaHCO3, disuelto en 10 L de agua, junto a un recipiente de ácido sulfúrico del 70 % en masa y 1,4 kg/L de densidad.

a) Escribe y ajusta la ecuación.

b) Calcula el volumen de ácido que reaccionará. Solución:

c) Calcula la cantidad de dióxido de carbono que se formará. Solución:

6.2-El hipoclorito de sodio se añade a las piscinas como desinfectante (para prevenir la presencia de algas y bacterias). Los socorristas saben que no debe mezclarse hipoclorito de sodio con ácido clorhídrico. La razón es que se formaría un gas que es muy tóxico: cloro. Junto con esta sustancia, se producen cloruro de sodio y agua.

a) Escribe la ecuación química ajustada del proceso.

b) ¿Qué volumen de disolución de hipoclorito de sodio de concentración 100 g/L reaccionaría con 250 mL de ácido clorhídrico 4 M? Solución:

c) ¿Qué volumen de gas cloro se liberaría en condiciones normales? Solución.

6.3-El óxido de titanio (IV) es una de las sustancias químicas más blancas que existen. Este pigmento blanco se obtiene industrialmente haciendo reaccionar el mineral ilmenita, FeTiO3, con ácido sulfúrico. Además de óxido de titanio (IV), se forma sulfato de hierro (II) y agua.

a) Escribe la ecuación química ajustada.

b) Calcula la cantidad teórica de óxido de titanio (IV) que se puede obtener a partir de 4 t del mineral ilmenita y 5000 L de ácido sulfúrico. Solución:

c) Si realmente se obtienen 2 t de óxido de titanio (IV), ¿cuál es la pureza del mineral? Solución:

Datos de masas atómicas: Ti - 48; O - 16; Fe -55,8; S - 32; H - 1