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Guía de Discusión Química Técnica – Ingeniería.

Ciclo II / 2013

Unidad 6. Reacción Química.

1.

Cuando el aluminio metálico (Al) se expone al aire (O2), se forma en su superficie una capa protectora de oxido de aluminio (Al2O3). Esta capa evita que el aluminio siga reaccionando con el oxigeno; esta es la razón por la cual no sufren corrosión los envases de aluminio que se utilizan en las bebidas. [En el caso del hierro, la herrumbre u oxido de hierro (III) que se forma es demasiado poroso para proteger al hierro metálico que queda debajo, por lo que la corrosión continua.] Escriba una ecuación balanceada para la formación del Al2O3.

De acuerdo a la información dada en el ejercicio la ecuación sin balancear es: Al + O2 → Al2O3 En una ecuación balanceada, el número y tipos de átomos que se encuentran en cada lado de la ecuación deben ser los mismos. 2Al + O2 → Al2O3 Hay dos átomos de O en el lado izquierdo y tres átomos de O en el lado derecho de la ecuación. Esta desigualdad de átomos de O puede eliminarse mediante un coeficiente de 2/3 antes del O2 del lado de los reactivos. 2Al + 2/3 O2 → Al2O3 (2Al + 2/3 O2 → Al2O3) x 2

==

4Al + 3O2 → 2Al2O3

2. Efectué el balanceo de la ecuación que representa la reacción entre el oxido de hierro (III), Fe2O3, y el monóxido de carbono (CO) para formar hierro (Fe) y dióxido de carbono (CO2). Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2

3. Escriba la ecuación química balanceada de la reacción que se efectúa cuando el metanol, (CH3OH) arde en el aire (O2). 2CH3OH + 3O2  2CO2 + 4H2O 4. Escriba la ecuación química balanceada de la reacción que se efectúa cuando el etanol, (CH3CH2OH) arde en el aire (O2). CH3CH2OH + 3O2  2CO2 + 3H2O


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Ciclo II / 2013

Unidad 6. Reacción Química.

5. Identifique qué a tipo de reacción corresponden las siguientes ecuaciones químicas: CaCO3(s)

PbCO3(s)

CaO(s) + CO2(g) Descomposición PbO(s) + CO2(g)

Descomposición

2Mg(s) + O2(g)  2MgO(s) Combinación Fe(s) + 2HCl(ac)  FeCl2(ac) + H2(g) Desplazamiento sencillo Ca(OH)2(ac) + 2HCl  CaCl2(ac) + 2H2O(l) Desplazamiento Doble 6. ¿Cuántos moles de H2O se pueden formar cuando 25.0 mL de solución 0.100 M de HNO3 se neutraliza por completo con NaOH? R/ 2.50 x 10-3 moles HNO3 + NaOH  H2O + NaNO3 M = mol/L entonces: Moles de HNO3 = M x L = [(0.100 mol HNO3)/L]x(0.0250 L) = 2.50x10-3 moles HNO3 De la ecuación balanceada se obtiene que la relación de HNO3 con H2O es de 1 a 1. Por lo tanto los moles encontrados de HNO3 equivalen a los moles formados de H2O. 7. ¿Qué volumen de HCl (ac) 0.500 M se requiere para reaccionar completamente con 0.100 moles de Pb(NO3)2 (ac) y formar un precipitado de PbCl2(s)? R/ 0.400 L Pb(NO3)2 + 2HCl  2HNO3 + PbCl2 De la ecuación balanceada se obtiene que la relación de Pb(NO3)2 con HCl es de 1 a 2. Por lo tanto los moles consumidos de HCl serán el doble de los moles consumidos de Pb(NO3)2. Si sabemos que han reaccionado 0.100 mol de Pb(NO3)2, entonces sabemos que han reaccionado 0.200 mol de HCl. Convirtiendo 0.200 mol de HCl x (1 L de Solución / 0.500 mol de HCl) = 0.400 L de Sln. 8. Un método utilizado comercialmente para perlar papas es sumergirlas en una solución de NaOH durante un corto tiempo, sacarlas de esta solución y quitarles la cáscara. La concentración del NaOH debe estar entre 3 y 6 M. El NaOH se debe analizar periódicamente. En uno de esos análisis, se requirieron 45.7 mL de H2SO4 0.500 M para reaccionar completamente con una muestra de 20.0 mL de solución de NaOH.


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Unidad 6. Reacción Química.

H2SO4(ac) + NaOH(ac)  H2O(l) + Na2SO4(ac) ¿Cuál es la concentración de la solución de NaOH? H2SO4(ac) + 2NaOH(ac)  2H2O(l) + Na2SO4(ac) Obteniendo # de moles de H2SO4 = (45.7 mL Sln)x(1 L Sln. / 1000 mL Sln.)x(0.500 mol H2SO4 / L Sln.) = 2.28x10-2 mol H2SO4 Según la relación balanceada, 1 mol de H2SO4 = 2 mol de NaOH. Obteniendo # de moles de NaOH en los 20.0 mL de Solución de NaOH = (2.28x10-2 mol H2SO4)x(2 mol NaOH / 1 mol H2SO4) = 4.56x10-2 mol de NaOH Molaridad de NaOH = mol NaOH / L Sln = (4.56x10-2 mol NaOH/20 mL Sln)x(1000 mL Sln/1 L Sln) = 2.28 mol NaOH/L Sln = 2.28 M 9. Escriba los órdenes generales de reacción para las reacciones siguientes: 2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g) Velocidad = k[N2O5] CHCl3(g) + Cl2(g)  CCl4(g) + HCl(g) Velocidad = k[CHCl3][Cl2]1/2 H2(g) + I2(g)  2HI(g) Velocidad = k[H2][I2]

Orden general 1 Orden general 3/2 Orden general 2

El orden general de reacción es la suma de las potencias a las cuales están elevadas todas las concentraciones de los reactivos en la ecuación de velocidad. 10. La velocidad inicial de una reacción A + B  C se midió para diferentes concentraciones iniciales de A y de B, con los resultados siguientes: Experimento: 1 2 3

[A] M 0.100 0.100 0.200

[B] M 0.100 0.200 0.100

Velocidad inicial (M/s) 4.0 x 10-5 4.0 x 10-5 16.0 x 10-5

Utilizando estos datos determine: a) la ecuación de velocidad para la reacción; b) la magnitud de la constante de velocidad; c) la velocidad de la reacción cuando [A] = 0.050 M y [B] = 0.100 M.


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GD reacción química (resuelta)