Secundaria Presiones

[pilimafiqui]

En un recipiente de 1dm^3 tenemos una mezcla de oxìgeno y de hidrògeno que contiene un 20% en masa de hidrògeno , sometida a una presión de 0,1 atm. y a 300K
a) Calcula la presión que ejerce cada componente de la mezcla.
b) Si se hace saltar una chispa eléctrica en su interior, los gases reaccionaràn formando agua. Calcula la masa de
agua que se forma y la composición de la mezcla una vez que haya concluido la reacción.
El apartado a) lo hice , pero el b) no se como hacerlo.
Gracias

[arivasm]

Re: Presiones

Es un ejercicio de reactivo limitante. Como habrás encontrado que el número de moles iniciales de O2 es aproximadamente 1/4 del de H2, mientras que la estequiometría de la reacción es que por cada mol de O2 reaccionan 2 moles de H2, deberás encontrar que el O2 es el reactivo limitante, es decir, el que se consume completamente. Con ello podrás determinar qué cantidad de H2 sobra y qué cantidad de agua se forma. Si no me equivoco, sobran 1,63 milimoles de hidrógeno y se forman 1,63 milimoles de agua.

[pilimafiqui]

Re: Presiones

Lo estuve haciendo y efectivamente el reactivo limitante es el oxigeno y se obtienen 0,03 g. de agua pero % de la mezcla ,como lo calculo?

[Richard R Richard]

Re: Presiones

Te queda una mezcla de $x$ moles de agua mas los $y$ moles del reactivo que no se consumio, es decir el que no era limitante.

[pilimafiqui]

Re: Presiones

El ejercicio lo hice así por si alguien le interesa:
a) masa de hidrógeno 20/2=10g. Masa de oxígeno=80/32=2,5g. Masa total = 12,5g. Dato: Presión total = 0,1atm.
Fracción molar del Hidrógeno= 10/12,5=0,8 Fracción molar del oxígeno=2,5/12,5=0,2
P. parcial H2=0,1 . 0,8=0,008atm. P. parcial O2= 0,1 . 0,2=o,oo2atm.
b) H2 + 1/2 O2= H2O.
Considerando P.V=nRT y que el volumen =1dm3 y Tª=300K, calculo los moles de cada uno con las presiones parciales y obtengo :
moles de H2= 3,252 . 10^-3 y de O2=8,13 . 10^-4 por lo que considerando la reacción el reactivo limitante es el oxígeno.
Con el reactivo limitante calculo los moles de agua que son 1,626. 10^-3 y después la masa = 0,003g.
Para el % considero la masa de agua y la masa de H2 en exceso =3,252. 10^-3g.
%agua= (0,003/ masa total) . 100 = 90,22% y el resto hasta 100 es el % de hidrògeno

[arivasm]

Re: Presiones

Edito: En este mensaje hay unos cuantos errores de cálculo. El procedimiento es correcto, no las cifras. Véase el mensaje siguiente a éste, de Richard, en el que aparecen las cifras correctas.

No deberías confundir un 20% de H2 con 20 g.

Una posibilidad para el cálculo es ésta: como por cada 20 g de H2 hay 80 g de O2, traducido a moles, eso significa que por cada 20/2=10 moles de H2 hay 80/32=2,5 moles de O2. Es decir, por cada mol de O2 hay 4 de H2. Puesto que por cada 5 moles de gas 1 es de O2 y 4 de H2, la fracción molar del O2 será 0,2 y la del H2 0,4. La presión parcial de cada uno será 0,2·0,1 = 0,02 atm para el O2 y 0,8·0,1=0,08 atm para el H2.

Si, aunque no se pida, estamos interesados en las cantidades iniciales de cada uno de los gases mediante pV=nRT podemos determinar que el número total de moles de gas es de 4,07 milimoles, de los que 1,02 son de O2 y 4,07 son de H2. Traducido a masa, hay 0,033 g de O2 y 0,0081 g de H2 (y no 80 g y 20 g, como dices), de modo que la masa total es de 0,033 g (y no 12,5 g).

Respecto de lo que queda tras la chispa, las cantidades son éstas (con lo que las que puse antes serían incorrectas): el reactivo limitante es el O2; hay un exceso de 2,03 milimoles de H2 y se forman 2,03 milimoles de agua. Traducido a masa son 4,07 mg de H2 y 36,6 mg de agua. En porcentaje en masa eso significa un 10% de H2 y un 90% de agua.

[Richard R Richard]

Re: Presiones

a) masa de hidrógeno 20/2=10g. Masa de oxígeno=80/32=2,5g. Masa total = 12,5g.

Esto es incorrecto, no es masa lo que calculas, sino el numero de moles de un hipotético caso en que el número de la masa en gramos fuera igual al porcentaje en masa.

No deberías confundir un 20% de H2 con 20 g.
Una posibilidad para el cálculo es ésta: como por cada 20 g de H2 hay 80 g de O2, traducido a moles, eso significa que por cada 20/2=10 moles de H2 hay 80/32=2,5 moles de O2. Es decir, por cada mol de O2 hay 4 de H2. Puesto que por cada 5 moles de gas 1 es de O2 y 4 de H2, la fracción molar del O2 será 0,2 y la del H2 0,8. La presión parcial de cada uno será 0,2·0,1 = 0,02 atm para el O2 y 0,8·0,1=0,08 atm para el H2.

Si, aunque no se pida, estamos interesados en las cantidades iniciales de cada uno de los gases mediante pV=nRT podemos determinar que el número total de moles de gas es de 4,07 milimoles, de los que 0,814 son de O2 y 3,25 son de H2. Traducido a masa, hay 26.04 mg de O2 y 0,0065 g de H2 (y no 80 g y 20 g, como dices), de modo que la masa total es de 0,032 g (y no 12,5 g).

Respecto de lo que queda tras la chispa, las cantidades son éstas (con lo que las que puse antes serían incorrectas): el reactivo limitante es el O2; hay un exceso de 1.62 milimoles de H2 y se forman 1.628 milimoles de agua. Traducido a masa son 3.24 mg de H2 y 29.3 mg de agua.(Conservación de la masa total) En porcentaje en masa eso significa un 10% de H2 y un 90% de agua.

Oops... ganó por knock out la calculadora, o me la esta pegando la mia. Saludos