De acuerdo a la reacción : CU + H2SO4 - »CUSO4 + H2 se hace reaccionar 3 litros de una solución de H2SO4 cuya p = 1. 48g / mL y el 60% en peso de H2SO4 con la cantidad necesaria de cobre si la reaccion tiene una eficiencia del 90% , determine la masa de CuSO4 y el volumen de hidrógeno a CN Ayuda urgente.
En resumen
El primer paso es hallar la masa de ácido que reacciona. Se tiene 60 gramos H₂SO₄ en 100 gramos de solución. Utilizando el dato de densidad se halla a cuantos ml equivalen.
El primer paso es hallar la masa de ácido que reacciona.
Se tiene 60 gramos H₂SO₄ en 100 gramos de solución.
Utilizando el dato de densidad se halla a cuantos ml equivalen.
V = m / d = 100 g / 1, 48 g / ml = 67, 57 mlmasa H₂SO₄ = 60 g / 67, 57 ml x 3000 ml (3 l)masa H₂SO₄ = 2663, 9 gSegún la reacción planteada, 1 mol de ácido da 1 mol de CuSO₄.
Con las masas molares : 98 gramos de H₂SO₄ dan 159, 5 de CuSO₄ por lo que 2663, 9 g de ácido darán x gramos de sal : x = 2663, 9 .
159, 5 / 98 x = 4335, 63 gramos de sal si el rendimiento fuera del 100 %.
Para 90 %masa CuSO₄ = 0, 90 .
4335, 63 g = 3902, 1 g Para determinar el volumen de H₂ que se genera se tiene en cuenta que 1 mol de ácido produce 1 mol de H₂.
En este caso las moles de ácido son : n = masa / PM = 2663, 9 g / 98 g / mol = 27, 18 molComo el rendimiento es del 90 % se obtienen0, 90 .
27, 18 mol H₂ = 24, 46 mol H₂En condiciones normales el volumen de 1 mol de un gas es 22, 4 litros.
Entonces el volumen de H₂ obtenido es24, 46 mol x 22, 4 l / mol = 547, 9 l H₂.
- De la reacción dada : Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2 - Por cada mol de H2SO4 que reaccionan con 1 mol de Cu, se forma 1 mol de Sulfato de cobre y 1 mol de Hidrógeno.
- La cantidad disponible de H2SO4 en los 3L de solución al 6% en peso, se determina a partir de la densidad (ϱ = 1.
48 g / mL)ϱ = masa (m) / Volumen (V) → m = ϱ x V m = 1.
48 g / mL x 3L(1000 mL / 1L) → m = 4440 g - Debido a que la solución está al 60% en peso significa que la cantidad en g de H2S04 concentrado es : m H2SO4 = 4440 g x 0.
60 → mH2SO4 = 2664 g - Con esta cantidad de H2SO4 calculamos la cantidad de moles dividiendo entre el peso molecular del H2SO4 = 98 g / moln = m / PM → n = 2664 g / 98 g / mol → nH2SO4 = 27.
18 moles - Quiere decir que con 27, 18 moles de H2SO4 y sabiendo que por cada mol que reacciona se se forma 1 mol de CuSO4, se requieren obtienen la siguiente cantidad de moles de CuSO4nCuSO4 = 27.
18 moles H2SO4 x 1 mol CuSO4 / 1mol H2SO4 → nCuSO4 = 27.
18 moles.
- Como la reacción tiene solo una eficiencia del 90%, entonces la cantidad de CuSO4 que se forma es : nCuSO4 (90%) = 27.
18 moles x 0, 9 → nCuSO4 (90%) = 24.
46 moles.
- La cantidad de CuSO4 que se forma en masa , se obtiene multiplicando por el peso molecular del CUSO4 (PM = 160 g / mol)mCuSO4 = 24.
46 moles x 160 g / mol → mCuSO4 = 3913.
6 g - El volumen de H2 que se forma a condiciones Normales (P = 1 atm, T = 0°C = 273°K), se obtiene aplicando la Ley de los Gases (R = 0.
08206 atm.
L / mol°K) : PV = nRT→ V = nRT / P - El número de moles de H2 que se obtiene de la reacción es igual al número de moles de CuSO4N H2 = 24.
46 moles - Entonces , el volumen de Hidrógeno, es : - VH2 = 24.
46 moles x 0.
08206 atm.
L / mol °K x 273°K / 1atm→ VH2 = 547.
96 L.
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