TALLER ESTEQUIOMETRIA

1.     El titanio es un metal fuerte, ligero y resistente a la corrosión, que se utiliza en la construcción de naves espaciales, aviones, motores para aviones y armazones de bicicletas. Se obtiene por la reacción de cloruro de titanio (IV) con magnesio fundido  entre 950 y 1150°C

TiCl_{4 (g)}  +  Mg_(l)   →    Ti_(s)  +  MgCl_{2 (l)}

En cierta operación industrial se hacen reaccionar 487,9 g de TiCl₄ con 219.6 g de Mg

1. Calcular el rendimiento teórico de Ti en gramos
2. Calcular  la cantidad en gramos de reactivo en exceso que quedó sin reaccionar

2.     Una de las reacciones primarias en la refinación del hierro, en un alto horno, es la del óxido de hierro (III) (Fe₂O₃) o hematita con el monóxido de carbono (CO); la ecuación balanceada para la reacción es:

Fe₂O_{3 (s)}  +  CO_(g)   → Fe_(s)  +  CO_2(g)

Si la reacción da un rendimiento del 94%. Cuanto hierro puede obtenerse de 4 toneladas de óxido de hierro (III).

3.      El ácido Fluorhídrico (HF) se produce por la reacción de la fluorita (CaF₂)  y el ácido sulfúrico (H₂SO₄); la reacción es la siguiente:

CaF_2(s)   +  H₂SO_4(l)   →  2HF_(l)  +  CaSO_4(s)

Si se hacen reaccionar 164 g de fluorita con un exceso de ácido sulfúrico y se obtienen 70 g de ácido  Fluorhídrico, cual es el porcentaje de eficiencia de la reacción.

4.      Cierto mineral de cobre contiene sulfuro de cobre (I) (Cu₂S); luego, el fundido se trata con oxígeno. La reacción es la siguiente:

Cu₂S   + O_2(g)  → SO₂   +  2Cu

¿Cuántos gramos de cobre metálico se obtienen cuando se funde una tonelada de sulfuro de cobre (I) de 85 % de pureza?

5.     El peróxido de hidrógeno  H₂O₂ tiene numerosas aplicaciones, que van desde antiséptico hasta agente de blanqueo en textiles, y aún explosivos. Pequeñas cantidades se pueden preparar en el laboratorio por la reacción entre el peróxido de bario y un ácido como el clorhídrico

BaO_{2 (s)}   + HCl_(ac)  →  BaCl_{2 (ac)}    +   H₂O_{2 (ac)}

En alguna oportunidad se obtuvieron 27.5 g de H₂O₂ a partir de 154 g de BaO₂ impuro:

1. Calcular el porcentaje de pureza del BaO₂

6.     2 moles de zinc sólido se hacen reaccionar se hacen reaccionar con 3 moles de ácido clorhídrico, para obtener cloruro de zinc e hidrógeno gaseoso. Escriba la reacción y determine cual reactivo se encuentra en exceso y calcule las moles que se obtienen en cada producto.

7.     El óxido de titanio (IV) (TiO₂) es un pigmento usado en la fabricación de pinturas; se obtiene al hacer reaccionar cloruro de titanio (TiCl₄) con oxígeno, según la ecuación

TiCl_4(s)   +   O_2(g)  →  TiO₂ +  Cl_2(g)

1. Si 5 moles de TiCl₄  reaccionan con 3.5 moles de O₂. ¿Cuál es el reactivo limitante?
2. Cuantas moles de reactivo en exceso  permanecen sin reaccionar
3. Cuantas moles de cada producto se obtienen al finalizar la reacción

8.     La urea, CO(NH₂)₂ es uno de los compuestos orgánicos de mayor aplicación industrial, principalmente para su utilización como fertilizante. Anualmente se producen millones de Kg de dicho compuesto mediante la reacción entre el amoniaco y el dióxido de carbono, a saber:

NH₃   +   CO₂   →   CO(NH₂)₂   +  H₂O

Supongamos que cierto proceso industrial necesita producir 970 g de urea:

a)     ¿Cuántos gramos de amoniaco (NH₃) se deben hacer reaccionar, sabiendo que el proceso tenía una eficiencia del 75 % ?

b)    ¿Cuánto CO₂ se requiere en el proceso?

9.     El cloruro de plata se puede preparar mediante la siguiente reacción: 

AgNO₃   +   NaCl   →    AgCl  +  NaNO₃

¿Qué cantidad de AgCl del 90% de pureza se obtiene con 70 g de AgNO₃ del 90% de pureza y 80 gramos de NaCl del 70% de pureza, si la reacción tiene un rendimiento del 95%?

10.  Dados 5 gramos de Óxido Yódico y 11 gramos de Monóxido de Carbono, calcular a partir de la siguiente ecuación:

I₂O₅  + CO  →  I₂  +  CO₂

a. Gramos de I₂ producidos     

b. Gramos de CO₂ producidos

c. Si se producen 2.5 g de I₂ ¿Cuál es la eficiencia de la reacción?

d. Cuántos gramos del reactivo en exceso sobran.

e. Cuál compuesto es el reactivo límite.

11.  En una refinería de cobre, se extrae cobre metálico de sulfuro de cobre, CuS. Durante el proceso, el azufre se convierte en dióxido de azufre, SO₂, que se recoge en un separador. ¿Cuánto cobre metálico se puede producir anualmente en una refinería que trata diariamente 3,7x10⁴ kg de CuS y cuánto SO₂ se recoge anualmente en los separadores?  La ecuación de la reacción es: CuS  →   Cu   +   SO₂