Estequiometría y balanceo de ecuaciones químicas - Giovani Colosia (3)

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1. Balancea la siguiente ecuación química: Fe + O2 -> Fe2O3.
2. Si se tienen 25 gramos de hierro (Fe) y se reacciona completamente con oxígeno (O2) según la ecuación balanceada del problema anterior, calcula la masa de óxido de hierro (Fe2O3) producida.
3. Se tiene una solución de ácido clorhídrico (HCl) con una concentración de 0.5 M (molar). Si se necesitan 250 mililitros de ácido clorhídrico para una reacción, calcula la cantidad de moles de HCl presente en la solución.
4. La reacción de combustión del metano (CH4) produce dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) según la ecuación balanceada: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O. Si se tienen 10 moles de metano y la reacción se realiza completamente, calcula la cantidad de moles de dióxido de carbono y agua producidos.
Solución:
1. Balanceo de la ecuación química: Fe + O2 -> Fe2O3.
Para balancear la ecuación química, igualaremos el número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación.
La ecuación balanceada queda de la siguiente manera: 4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3.
2. Si se tienen 25 gramos de hierro (Fe) y se reacciona completamente con oxígeno (O2) según la ecuación balanceada del problema anterior, calcula la masa de óxido de hierro (Fe2O3) producida.
Para determinar la masa de Fe2O3 producida, necesitamos utilizar las proporciones de la ecuación balanceada.
La masa molar de Fe es de aproximadamente 55.85 g/mol, y la masa molar de Fe2O3 es de aproximadamente 159.69 g/mol.
Usando la relación estequiométrica de la ecuación balanceada, podemos establecer la siguiente proporción:
4 moles de Fe2O3 / 4 moles de Fe = 159.69 g de Fe2O3 / X (g de Fe).
Usando la relación anterior, podemos calcular la masa de Fe2O3 producida:
X = (25 g de Fe) × (159.69 g de Fe2O3 / 55.85 g de Fe)
X ≈ 71.6 g de Fe2O3.
Por lo tanto, se producirán aproximadamente 71.6 gramos de óxido de hierro (Fe2O3).
3. Se tiene una solución de ácido clorhídrico (HCl) con una concentración de 0.5 M (molar). Si se necesitan 250 mililitros de ácido clorhídrico para una reacción, calcula la cantidad de moles de HCl presente en la solución.
La concentración molar (M) nos indica el número de moles de soluto por litro de solución. Para calcular la cantidad de moles de HCl en 250 ml de solución, convertiremos los mililitros a litros:
Volumen en litros = 250 ml / 1000
Volumen en litros = 0.25 L
Usando la fórmula de la concentración molar:
Cantidad de moles de HCl = Concentración (M) × Volumen (L)
Cantidad de moles de HCl = 0.5 M × 0.25 L
Cantidad de moles de HCl = 0.125 moles de HCl
Por lo tanto, hay 0.125 moles de ácido clorhídrico (HCl) en la solución.
4. La reacción de combustión del metano (CH4) produce dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) según la ecuación balanceada: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O. Si se tienen 10 moles de metano y la reacción se realiza completamente, calcula la cantidad de moles de dióxido de carbono y agua producidos.
Usando la relación estequiométrica de la ecuación balanceada, sabemos que para 10 moles de metano (CH4) se producen:
- 10 moles de dióxido de carbono (CO2) y
- 20 moles de agua (H2O).
Por lo tanto, al realizar la reacción completa de 10 moles de metano, se producirán 10 moles de dióxido de carbono y 20 moles de agua.