Química 3. Ajuste de reacciones

Parte 1ª. Ajuste las reacciones químicas sencillas

1. Na + O₂ -> Na₂O
2. Ca + O₂ -> CaO
3. Al + O₂ -> Al₂O₃
4. C + O₂ -> CO₂
5. V + O₂ -> V₂O₅
6. Cr + O₂ -> CrO₃
7. Mn + O₂ -> Mn₂O₇
8. Pt + O₂ -> PtO₄
9. Cu₂O + O₂ -> CuO
10. Au₂O + O₂ -> Au₂O₃ 
11. N₂O + O₂ -> NO₂
12. N₂O + O₂ -> N₂O₅
13. NiO + O₂ -> Ni₂O₃ 
14. N₂O₄ + O₂ -> N₂O₅
15. CO + O₂ -> CO₂
16. NO + O₂ -> N₂O₅
17. CrO + O₂ -> CrO₃
18. MnO + O₂ -> Mn₂O₇
19. N₂O₃ + O₂ -> NO₂
20. Mn₂O₃ + O₂ -> Mn₂O₅
21. Cr₂O₃ + O₂ -> CrO₃
22. SO₂ + O₂ -> SO₃
23. NO₂ + O₂ -> N₂O₅
24. N₂ + O₂ -> N₂O
25. N₂ + O₂ -> NO
26. N₂ + O₂ -> N₂O₃
27. N₂ + O₂ -> NO₂
28. N₂ + O₂ -> N₂O₅
29. P₄ + O₂ -> P₄O₁₀
30. O₂ -> O₃
31. Cl₂ + H₂ -> ClH
32. O₂ + H₂ -> H₂O
33. N₂ + H₂ -> NH₃
34. N₂ + H₂ -> N₂H₆
35. C + H₂ -> CH₄
36. B + H₂ -> B₂H₆
37. C₂H₂ + H₂ -> C₂H₄
38. C₂H₂ + H₂ -> C₂H₆
39. C₆H₆ + H₂ -> C₆H₁₂
40. C₂H₂-> C₆H₆ 
41. As₄ + H₂ -> AsH₃
42. NaCl -> Na + Cl2
43. TiCl4 -> Ti + Cl2
44. SnCl2 -> Sn + Cl2
45. AlCl3 -> Al + Cl2
46. FeS2 -> Fe + S
47. Hg2S2  -> Hg + S
48. Fe2S3 -> Fe + S
49. Ag2S  -> Ag + S
50. 
    

Ejemplos de ajustes de reacciones

1º Ajuste la reacción: Mg + O₂ -> MgO

x Mg + y O₂ -> z MgO

¿Qué números enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de magnesio y de oxigeno antes y después de la flecha de la reacción?       x=2, y=1, z=2

2 Mg +  O₂ -> 2 MgO

2º Ajuste la reacción: Br₂ + H₂ -> BrH

x Br₂ + y H₂ -> z BrH

¿Qué números enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de bromo y de hidrógeno antes y después de la flecha de la reacción?       x=1, y=1, z=2

 Br₂ +  H₂ -> 2 BrH

3º Ajuste la reacción: K + O₂ -> K₂O

x K + y O₂ -> z K₂O

¿Qué números enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de potasio y de oxigeno antes y después de la flecha de la reacción? x=4, y=1, z=2

4 K + O₂ -> 2 K₂O

4º Ajuste la reacción: W + O₂ -> WO₃

x W + y O₂ -> z WO₃

¿Qué número enteros serán x, y, z para que exista el mismo número de átomos de wolframio y de oxigeno antes y después de la flecha de la reacción? x=2, y=3, z=2

2 W + 3 O₂ -> 2 WO₃

Parte 2º. Ajuste las reacciones de combustión de los hidrocarburos

1. metano CH₄
2. etano C₂H₆ 
3. propano C₃H₈ 
4. butano C₄H₁₀ 
5. heptano C₇H₁₆
6. octano C₈H₁₈
7. benceno C₆H₆ 
8. naftaleno C₁₀H₈

Ejemplos de ajuste de reacciones de combustión

Combustión = reacción de un compuesto orgánico con oxígeno para dar dióxido de carbono y agua

Ajuste la reacción de combustión del propano C₃H₈

1º paso:    C₃H₈ + O₂ -> CO₂ + H₂O

2º paso:   Ajuste de C:   C₃H₈ + O₂ -> 3 CO₂ + H₂O

3º paso:   Ajuste de H:   C₃H₈ +  O₂ -> 3 CO₂ + 4 H₂O

4º paso:   Ajuste de O:   C₃H₈ +  5 O₂ -> 3 CO₂ + 4 H₂O

Ajuste la reacción de combustión del etano C₂H₆

1º paso:   C₂H₆ + O₂ ->  CO₂ + H₂O

2º paso:   Ajuste de C:   C₂H₆ + O₂ -> 2 CO₂ + H₂O

3º paso:   Ajuste de H:   C₂H₆ + O₂ -> 2 CO₂ + 3 H₂O

4º paso:   Ajuste de O:   C₂H₆ + 3,5 O₂ -> 2 CO₂ + 3 H₂O

5º paso:   Multiplicar por 2:    2 C₂H₆ + 7 O₂ -> 4 CO₂ + 6 H₂O

Química 6. Reacciones redox

ž Ajuste  y complete las siguientes reacciones:

1.      Zn + KNO₃+ H₂SO₄ -> (NH₄)₂SO₄ + K₂SO₄ + ZnSO₄

2.      K₂Cr₂O₇+ IH + H₂SO₄ -> K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + I₂

3.      KI + KClO₃ -> I₂ + KCl + KOH

4.      K₂Cr₂O₇ + FeSO₄ + H₂SO₄ -> Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄

5.      Cu + HNO₃ -> NO + Cu(NO₃)₂

6.      ClH + KMnO₄   -> CI₂ + MnCl₂ + KCl

7.      I₂ + HNO₃ -> HIO₃ + NO₂

8.      NaClO + NaCrO₂ + NaOH -> NaCl + Na₂CrO₄

9.      H₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ -> O₂ + MnSO₄ + H₂O + K₂SO₄

En las reacciones 2, 3, 4, 6, 8 calcule el volumen de oxidante 0,25 M que reacciona con 25 mL de reductor 0,1 M. 

En las reacciones 1, 5, 7 calcule la masa del reductor que reacciona con 50 mL del oxidante 0,1 M.

En la reacción 9 calcule el volumen de oxígeno, medido a 300 K y 100 kPa, que se produce cuando reaccionan 100 mL del oxidante 0,1 M. 

žSe construye una pila con electrodos de: 

1. a) Cobre y zinc sumergidos en una disolución de sulfato de cobre (II) y sulfato de cinc, respectivamente
2. b) Cromo y plata sumergidos en una disolución de nitrato de cromo (III) y nitrato de plata, respectivamente.
3. c) Níquel y aluminio sumergidos en disoluciones acuosas de sus iones Ni (II) y Al (III) respectivamente.

Se unen los electrodos con un puente salino formado con una disolución de cloruro de potasio / nitrato de amonio. 
a) Cuando el circuito está cerrado la oxidación ocurre en el electrodo de ___ y la reducción en el electrodo de ___. 
b) Los electrones fluyen en el circuito externo (cables, voltímetro, bombilla) del electrodo de ___ al electrodo de ___ . 
c) Indique la polaridad de cada electrodo: el polo positivo es el electrodo de ___ .y el negativo el electrodo de ___ .
d) El ánodo es el electrodo de ___  y el cátodo es el electrodo de ___. 
e) En el puente salino de los iones potasio o amonio se desplazan hacia el electrodo de ___  y los cloruro o nitrato al electrodo de ___. 
f) El potencial máximo de la pila es ___ v. 
g) Escriba las reacciones parciales en ambos electrodos. 
h) Escriba la reacción global de la pila. 
Datos: Potenciales normales de reducción (v): Ag+1 / Ag = 0,80 ;  Cr+3 / Cr = - 0,74 ;  Cu+2 / Cu = 0,34 ;  Zn+2 / Zn = -0,76 ; Al+3 / Al = -1,67 ; Ni+2  / Ni = -0,25 .

ž a) ¿Se puede guardar el ácido nítrico en un recipiente de plata? ¿y en uno de oro? Se supone que el ácido nítrico se reduce a monóxido de nitrógeno. 
b) ¿Se puede guardar una disolución de sulfato cobre (II) en un recipiente de plata? ¿y en uno de hierro? 
c) ¿Se puede guardar cloro / bromo / yodo / flúor  en un recipiente de oro? ¿y en uno de hierro? 
Escriba las ecuaciones de las reacciones ajustadas indicando su potencial normal. Justifique brevemente las respuestas. Datos: potenciales normales de reducción (v): Ag+1 / Ag = 0,80 ; Au+1 / Au = 1,68 ; Cu+2 / Cu = 0,34 ; Fe+2  / Fe = -0,44 ; F2 / F-1 = 2,85 ; Cl2 / Cl-1 = 1,36 ; Br2 / Br-1 = 1,06 ; I2 / I-1 = 0,54; NO3H / NO = 0,96 . 

ž Se hace la electrolisis de:

• cloruro / bromuro / yoduro de Na, K, Cu, Ag, Au fundidos.
• dicloruro / dibromuro /  diyoduro de Mg, Ca, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe, Co, Ni fundidos.
• tricloruro / tribromuro / triyoduro de Al, Cr, Fe, Co, Ni, Au fundidos. 
• tetracloruro / tetrabromuro / tetrayoduro de Si, Sn, Pb fundidos. 

Calcule las masas del metal y del no metal producidas en cada electrodo. 

En todos los casos se emplea una corriente continua de ___ amperios durante ___ horas. Constante de Faraday = 96500 C.

ž Se hace la electrolisis de:

• agua con un electrolito inerte disuelto

Calcule el volumen de hidrógeno y oxígeno producidos en cada electrodo, medidos a 25 ºC y 100 kPa. 

En todos los casos se emplea una corriente continua de ___ amperios durante ___ horas. Constante de Faraday = 96500 C.

Química 5. Cálculos de química

A)

1. Calcule la cantidad de materia (moles) que hay en 2 L de helio (He) medidos a 10 ºC y 105 kPa. R = 8,31 J/mol.K.
2. Calcule el volumen que ocupan 8 gramos de oxígeno (O2) a 70 kPa y 30 ºC. R = 8,31 J/mol.K.
3. Calcule la masa molecular de una sustancia si una muestra en estado gas tiene una densidad 1,3 kg / m3, medida a 100 kPa y 25 ºC. R = 8,31 J/mol.K.
4. Calcule la masa molecular de un compuesto orgánico si una muestra de 1,35 gramos en estado gaseoso ocupa 0,3 litros a 150 ºC y 175,65 kPa. R = 8,31 J/mol.K.
5. Calcule la masa molecular de un hidrocarburo, si una muestra de 4,85 gramos convertida en gas ocupa 2,82 litros a 18 ºC y 97,37 kPa. R = 8,31 J/mol.K.
6. Un recipiente de 9 L que contiene 1,5 moles de nitrógeno (N2) a 40 ºC se conecta con otro de 11 L lleno con 2,5 moles de oxígeno (O2) a la misma temperatura. Calcule la presión parcial de cada gas en la mezcla y la presión total. R = 8,31 J/mol.K.
7. Las fracciones molares del oxígeno (O2) y nitrógeno (N2) en aire son respectivamente 0,2 y 0,8 . Calcule las presiones parciales de ambos gases en la atmósfera cuando la presión total es 101,3 kPa; 100 kPa; 102 kPa.

B)

1. Halle la fórmula molecular de un hidrocarburo si su masa molecular es 28; 42; 70; 84 umas. Una muestra contiene 4 gramos de carbono y 0,667 gramos de hidrógeno.
2. Halle la fórmula molecular de un hidrocarburo si su masa molecular es 26; 78 umas. Una muestra contiene 2 gramos de carbono y 0,167 gramos de hidrógeno.
3. Halle la fórmula molecular de un compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno si su masa molecular es 30; 60; 90; 180 umas. Una muestra contiene 1,5 gramos de carbono, 0,25 gramos de hidrógeno y 2 gramos de oxígeno.  
4. Halle la fórmula molecular de un borano si su masa molecular es 70,86 umas. Una muestra contiene 1,80 gramos de boro y 0,5 gramos de hidrógeno.
5. Halle la fórmula molecular de un compuesto si su masa molecular es 100 umas. Una muestra contiene 2,5 gramos de calcio, 0,75 gramos de carbono y 3 gramos de oxígeno.
6. Halle la fórmula molecular de un compuesto clorocarbonado si su masa molecular es 166; 498 umas. Una muestra contiene 2,4 gramos de carbono y 14,2 gramos de cloro.
7. Halle la fórmula de un compuesto cuya composición centesimal (masa) es 1,04 % de hidrógeno, 33,04 % de azufre y 65,92 % de oxígeno.
8. Halle la fórmula de un compuesto cuya composición centesimal (masa) es 22,9 % de sodio, 22,5 % de boro y 55,7 % de oxígeno.
9. Halle la fórmula de un compuesto que contiene 26,58 % de potasio, 35,4% de cromo y 38,02 % de oxígeno, en masa.
10. Halle la fórmula de un compuesto cuya composición centesimal (masa) es 96,15 % de arsénico y 3,85 % de hidrógeno.

C)

1. Calcule la masa de cloruro de sodio NaCl / carbonato de sodio Na2CO3 / fosfato de potasio K3PO4 que se necesitan para preparar 250 mL de una disolución 2 M.  
2. Se tiene una disolución de ácido nítrico HNO3 / ácido sulfúrico H2SO4 / ácido clorhídrico HCl cuya concentración es 7 M. Calcule el volumen que es necesario tomar para preparar 500 mL de una disolución 5 M. 
3. Se tiene ácido nítrico comercial HNO3 / ácido sulfúrico comercial H2SO4 / ácido clorhídrico comercial HCl. Se trata de disoluciones acuosas cuyas composiciones centesimales (%) en masa respectivas son 69 / 93 / 35 y cuyas densidades (kg/m3) respectivas son 1330 / 1827 / 1180. Calcule sus concentraciones molares.