A) La reacción de formación del sulfato de sodio balanceada es : H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂OSiendo las masas molaresH₂SO₄ = 98 g / mol (2.
1 + 1.
32 + 4.
16)NaOH = 40 g / mol (1.
23 + 1.
16 + 1.
1)Na₂SO₄ = 142 g / mol (2.
23 + 1.
32 + 4.
16)H₂O = 18 g / mol (2.
1 + 1.
16)b) 1 mol H₂SO₄ reacciona con 2 mol NaOH y se obtiene 1 mol Na₂SO₄ y 2 mol H₂O.
Moles H₂SO₄ / moles NaOH = 1 / 2 = 0, 5c)98 g H₂SO₄ (1 mol) reaccionan con 80 g NaOH (2 mol) obteniendo 142 g Na₂SO₄ (1 mol) y 36 g H₂O (2 mol)masa H₂SO₄ / masa NaOH = 98 / 80 = 1, 225Se tienen 25 g H₂SO₄ / 18 g NaOH = 1, 39 (mayor que 1, 225, el ácido está en exceso).
El hidróxido de sodio es el reactivo limitante y determinará cuanto producto se forma (1)d)Según el balance planteado 80 g de hidróxido de sodio dan 142 g de sulfato de sodio, por lo que a partir de 18 g de hidróxido se obtendrán x g de sal : x = 18 g NaOH .
142 g Na₂SO₄ / 80 g NaOHx = 31, 95 g Na₂SO₄ (2)Se obtienen 31, 95 g de sulfato de sodio.
E) 80 g de NaOH dan 2 mol de agua.
A partir de los 18 g de NaOH se obtendrán x moles de agua : x = 18 g NaOH .
2 mol H₂O / 80 g NaOHx = 0, 45 mol H₂OSe obtienen 0, 45 mol de aguaf) El hidróxido de sodio es el reactivo limitante (1)g)Para determinar la cantidad de reactivo en exceso hay que determinar cuanto reacciona con los 18 g de NaOH.
Si con 80 g de NaOH reaccionan 98 g de H₂SO₄, con los 18 g NaOH reaccionan x gramos : x = 18 g NaOH .
98 g H₂SO₄ / 80 g NaOHx = 22, 05 g H₂SO₄Exceso ácido = 25 g - 22, 05 g = 2, 95 gh) El rendimiento teórico (100%) es 31, 95 g Na₂SO₄ (d)i) % R = (real / teórico) .
100 % R = 100 .
31 / 31, 95 R = 97, 03 %El rendimiento de la reacción fue del 97, 03 %j)Si el ácido sulfúrico tiene una pureza del 80 % por cada 100 g impuro se tienen 80 g puro.
En este caso25 g impuro x 80 g puro / 100 g impuro = 20 gSi 98 g de ácido producen 142 g de sulfato de sodio a partir de 20 g de ácido puro se obtendrán x de sulfato : x = 20 g H₂SO₄ .
142 g Na₂SO₄ / 98 g H₂SO₄x = 28, 98 g sulfato de sodioSe obtendrían 28, 98 g de sulfato de sodio Nota : en este caso el reactivo limitante seria el ácido y no el hidróxido y se deberían reformular todos los cálculos anteriores.