Problema n° 4 de estequiometria de las reacciones químicas, reactivos y productos - TP06

Enunciado del ejercicio n° 4

El ácido clorhídrico comercial se prepara normalmente calentando cloruro de sodio con ácido sulfúrico concentrado. ¿Qué masa de ácido sulfúrico al 90 % en peso de concentración se necesita para obtener 453,6 kg de ácido clorhídrico concentrado al 42 % en peso?

Desarrollo

Datos:

m_HCl = 453,6 kg = 453.600 g (42 %)

Solución

La ecuación estequiométrica balanceada es la siguiente:

H₂SO₄ + 2·NaCl ⟶ 2·HCl + Na₂SO₄

Calculamos el mol de cada compuesto que interviene en la reacción:

H₂SO₄: 2·1,00797 g + 12,01115 g + 4·15,9994 g = 98,07754 g

NaCl: 40,08 g + 35,453 g = 58,4428 g

HCl: 1,00797 g + 35,453 g = 36,46097 g

Na₂SO₄: 2·40,08 g + 12,01115 g + 4·15,9994 g = 142,0412 g

Calculamos las masas de los moles que intervienen en la reacción balanceada, la suma de las masas de ambos miembros debe ser igual:

H₂SO₄	+	2·NaCl	⟶	2·HCl	+	Na₂SO₄
98,07754 g	+	2·58,4428 g	=	2·36,46097 g	+	142,0412 g
98,07754 g	+	116,8856 g	=	72,92194 g	+	142,0412 g

Calculamos la masa de ácido sulfúrico al 90 %:

m_H2SO4 = 0,9·98,07754 g

m_H2SO4 = 108,9750444 g

La cantidad de ácido clorhídrico requerido tiene una concentración del 42 %, calculamos la cantidad de ácido clorhídrico puro:

m_HCl = 0,42·453.600 g

m_HCl = 284.702,432 g

Luego hallamos la masa de ácido sulfúrico al 90 % para obtener HCl:

72,92194 g de HCl	⟶	108,9750444 g de H₂SO₄
190.512,000 g de HCl	⟶	x g de H₂SO₄

x = 190.512,000 g de HCl·108,9750444 g de H₂SO₄÷72,92194 g de HCl

x = 284.702,432 g de H₂SO₄ (90 %)

Resultado: la masa de ácido sulfúrico requerida es 284,7 kg.

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina

Ejemplo, cómo calcular las masas de las sustancias reaccionantes y de los productos de reacción