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Anexo – Tarea 4 Reacciones químicas Tablas para el desarrollo de los ejercicios Janeth Quiñones M. Nombres y apellidos: Número de estudiante seleccionado: 2 [email protected] Correo institucional: Ingenieria Industrial Programa académico: 127 Número de grupo: Mara Isabel Orozco Nombre del tutor:

Ejercicio 1. Estequiometria Tabla 1. Ecuaciones químicas, pesos atómicos y moleculares 1. Descripción de la reacción química Cuando se calienta clorato de potasio sólido, se descompone para formar cloruro de potasio sólido y oxígeno gaseoso. 2. Ecuación química (2 puntos) Reacción balanceada y estados de agregación

2KClO3(s)+→ 2KCl(s) + 3O2(g)

Tipo de reacción 3. Peso molecular de reactivos y productos (3 puntos) Cálculo de los pesos moleculares de reactivos y productos a partir de los pesos atómicos: Producto KClO3 KCl O2 Reactivos 39g/mol 39g/mol K=39g/mol 35,5g/mol 35,5g/mol Cl=35,5 g/mol 48g/mol 16*2g/mol O=16 g/mol Totales 122,5g/mol 74,5g/mol 32g/mol Análisis de los resultados obtenidos (¿se cumple la ley de la conservación de la masa?): - Chang, R. Goldsby, K. (2013). Química. (12a. ed.). 4. Referencia (normas México, D.F: McGraw- Hill Interamericana. (pp. 75-95). APA) - Brown, T., Lemay, E., Murphy, C., Bursten, B., Woodward, P. (2014). Química, la ciencia central. Ciudad de México: Pearson S.A. (pp. 78-103).

Tabla 2. Cantidades de reactivos y productos, número de Avogadro y masa molar 1

Reactivos

1. Proceso Símbolo químico Elemento Hidrogenó

H

química del proceso # de2. Reacción Porcentaje de productos Masa Atómica reactivos Átomos Masa 1 2 1 2.0159 g/mol 2 111898%

Síntesis de Oamoniaco 15.9994 g/mol NaNH2(s)+ 1 Oxígeno

2 NH3(g)→

H2O(l)888102% → NaOH(ac)+

3. Reacción química balanceada (2 puntos)   18,015g/mol     - Balanceo de la reacción química NaNH2 + H2O → NH3 + NaOH Reacción por descomposición

Total

4. Masa molar de reactivos y productos (4 puntos) Cálculo de la masa molar de reactivos y productos:

Productos Elemento Nitrógeno

Símbolo N

Masa Atómica 14.0067 g/mol

Hidrogeno

H

3.0238 g/mol

Total

 

17,03g/mol

# de Átomos

Porcentaje de Masa 1 822447% 3

 

177553%

 

Productos # de Átomos

Porcentaje de Masa 1 574786%

Elemento Sodio

Símbolo Na

Masa Atómica 22.9898 g/mol

oxígeno

O

15.9994 g/mol

1

400014%

hidrogeno

H

1.0079 g/mol

1

2.52%

Total

 

39.9971 g/mol

 

 

¿Cuántos moles y moléculas de reactivo 1 hay en 78.00 mg? 5. Cálculos estequiométricos (9 puntos) Datos del ejercicio: 6. Reactivo límite y pureza: Ecuaciones que utiliza: ¿Cuál reactivo es el Solución numérica del ejercicio: limitante cuando se permite que reactivo 1 reaccionen 16.64 g de reactivo 1 al 89% de 16,64g de NaNH2 al 89% - 16,64*0.89=14,81g NaNH2 pureza y 14.50 g de reactivo 2 al reactivo 2 94% de pureza? 14,5g de H2O al 94% - 14,5*0,94 =13.63g H2O

Moles de reactivo

14,81 g de NaNH

2∗1mol NaNH 2 0,38 moles NaNH 2 3 gr NaNH 2

2

13,63 g de H 2

O∗1 mol H 2O 0,76 moles H 2 O 18 gr H 2 O

El reactivo limite es

0,38 moles NaNH 2

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): 7. Cantidad de producto obtenido:

Datos del ejercicio: Pureza reactivo 1: 89% Reactivo 1: 16,64g Pureza reactivo 2: 94% Reactivo 2: 14,50g Ecuaciones que utiliza: Solución numérica del ejercicio:

NaNH2(s)+ Inicial Reacción al 76.2%   Final

0,38mol

H2O(l) 0,76 moles

→

NaOH(ac )+

NH3(g)

→

0

0

0,28mol  

0,28mol  

0,28mol

0,28mol

0,38*0,762 0,28mol → (0,28 moles)     0,48 0,1 mol mol →

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): R// podemos observar que mediante la reacción los moles en exceso es de 0,28moles Datos del ejercicio: 8. Moles de reactivos en exceso ¿Cuántos reactivo

moles del en exceso Quedan al término de la reacción?.

Ecuaciones que utiliza: Solución numérica del ejercicio: Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta):

3

Ejercicio 2. Equilibrio Químico Tabla 3. Cálculo y aplicaciones de las constantes de equilibrio Kp y Kc Reactivo 1

N2(g)+

1. Reacción Química Reactivo 2

2H2(g)

Producto 1

N2H4(g)

↔

2. Expresión de las constantes de equilibrio Kc y Kp (5 puntos)

kc K P=

( P N 2 H 4(g ) ) ( P N 2 ) ( P 2 H 2)

K p K P=K C ¿

3. Cálculo y aplicaciones de las constantes de equilibrio (10 puntos) b. Una mezcla de 5.00*10 -3 moles de reactivo 1 y 1.00*10-2 moles de reactivo 2, se pone en un recipiente a 448 ºC y se deja que alcance el equilibrio. El análisis de la mezcla en -3 equilibrio muestra que la concentración de producto 1 es 1.87*10 M. Calcule Kc para la reacción. Datos del ejercicio: T=448 +273 =271°K Equilibrio1= 1,78 ×10−3 Molar

5,00 ×10−3=0,005 moles (1) 1,00 ×10−2=0,02 moles(2)

Ecuaciones que utiliza:

P=

n × RT VT

Solución numérica del ejercicio:

p1=

( 0,00313 ) RT =0,1472 (0,02126)

p2=

( 0,01626 ) RT =0,7648 (0,02126)

p3=

( 0,001879 ) RT =0,0879 (0,02126)

K P=

K P=

K P=

K P=

[ ( 0,00187 ) RT /(0,02126)]

[

( 0,00313 ) RT ¿¿ (0,02126)

]

[ ( 0,00187 ) (0,02126) ] ( 0,01626 ) RT (0,00187)( 0,02126) atm litros ( 0,01626 ) 0,082 × ×721 ° K mol ° K

(

)

3,98× 10−5 −5 =4,14 ×10 0,9613

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): La reacción de esta ecuación es de 4,14 ×10−5 c. Usando el valor de Kc obtenido en el ejercicio anterior, calcule el valor de Kp (La expresión que relaciona Kc y Kp es 𝐾! = 𝐾"(𝑅𝑇)∆$). Datos del ejercicio:

∆ n=0,00187−( 0,00313+ 0,01626) ∆ n=0,00187−0,01939 ∆ n=0,01752 Ecuaciones que utiliza:

K P=K C ( RT )∆ n Solución numérica del ejercicio:

K C=

KP (RT )

= ∆n

4,14 ×10−5 (0,082 (721 ) )−0,01752

K C=

4,14 × 10−5 4,14 ×10−5 = 59,1045 59,122−0,01752

K C =7,002 ×10−7 Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta):

Ejercicio 3. Ácidos y Bases Tabla 4. Cálculo de pH y equilibrio ácido y base del ácido fórmico 1. Estudiante 2

2. [HCHO2] M 0,15

3. pH 2,34

a. Calcular Ka (constante de acidez) para el ácido fórmico a 25ºC (6 puntos) Datos del ejercicio: Ph:2,34 H-COOH: 0,15 Ecuaciones que utiliza:

K a =¿ Solución numérica del ejercicio:

¿ ¿ ¿ K a =( 0,0046 ) ×( 0,15) K a =0,00069 Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): b. ¿Qué porcentaje del ácido está ionizado en la disolución? (4 puntos). Datos del ejercicio: Ecuaciones que utiliza: Solución numérica del ejercicio: Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta):

4. Referencia (normas APA)

-

Petrucci, R. et al. (2017). Química general principios y aplicaciones modernas. (11a. ed.). Madrid: Pearson S.A. (pp. 734-768). Giraldo, F. (2017). Reacciones Químicas.

Ejercicio 4. Cinética Química Tabla 5. Cambio de la concentración con el tiempo 1. Tiempo (min)

2. [C12H22O11] (M)

a. Dar respuesta por el método gráfico: ¿es la reacción de primer o segundo orden con respecto a C12H22O11? (6 puntos). Datos del ejercicio: Ecuaciones que utiliza: Solución gráfica del ejercicio: Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): b. ¿Cuál es el valor de la constante de velocidad? (4 puntos). Datos del ejercicio: Ecuaciones que utiliza: Solución gráfica y numérica del ejercicio: Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): c. ¿Cuál es la vida media a partir del tiempo=0 para la desaparición del C12H22O11, según indican los datos tabulados? (3 puntos) Datos del ejercicio: Ecuaciones que utiliza: Solución numérica del ejercicio: Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta):

d. Con base en su experiencia de la vida diaria, proporcione dos ejemplos de los efectos de la temperatura sobre la velocidad de las reacciones? (2 puntos) 4. Referencia (normas APA)

-

Conclusiones