En esta sección se presentan ejercicios integrados de impurezas, rendimiento y análisis gravimétrico, cuyo objetivo es consolidar una visión rigurosa de la estequiometría aplicada a sistemas reales. A diferencia de los problemas ideales, aquí los reactivos pueden ser impuros, las reacciones pueden presentar rendimientos inferiores al 100 % y los datos experimentales suelen obtenerse a partir de productos medibles, como gases liberados o precipitados insolubles. Estos ejercicios abarcan reacciones de desplazamiento, doble desplazamiento y procesos de precipitación, conectando la teoría estequiométrica con procedimientos típicos de laboratorio.
Se incluyen tanto gravimetrías de sustancia, donde se
conoce la identidad química del reactivo clave, como gravimetrías de
elemento, en las que solo se determina la fracción de un componente
específico a partir de un producto de composición conocida. En conjunto, los
problemas muestran cómo la masa medida experimentalmente permite inferir
composiciones, porcentajes y cantidades iniciales.
Todos los ejemplos pueden resolverse mediante factores de
conversión clásicos o mediante álgebra simbólica de Viete,
reforzando la comprensión estructural de las relaciones estequiométricas y
ofreciendo al estudiante herramientas complementarias para el análisis
cuantitativo.
Química de García
Impurezas y estequiometría
Ejemplo 1. Una muestra impura de carbonato de calcio pesa 12.50 g y tiene una pureza del 78.0 % m/m. La muestra se hace reaccionar completamente con ácido clorhídrico según la reacción balanceada: CaCO₃(s) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O(l) Calcule la masa de dióxido de carbono producida, suponiendo que el ácido está en exceso y la reacción ocurre con rendimiento teórico. [garcia.impurezas.1]
Ejemplo 2. Se dispone de 25.0 g de una muestra impura de óxido de hierro(III) con una pureza del 65.0 % m/m, la cual reacciona con monóxido de carbono de acuerdo con la ecuación: Fe₂O₃(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO₂(g) Determine la masa de hierro metálico que se obtiene, asumiendo que el CO está en exceso y que la reacción procede con rendimiento del 100 %. [garcia.impurezas.2]
Gravimetrías de
sustancia
Ejemplo 5. Llega a Laboratorio una muestra mineral
cuyo peso es de 2.60 g que contiene Hierro. La muestra se hace reaccionar con H2SO4
hasta obtener un Precipitado de Oxido Férrico con un peso de 2.17 g a) % Fe b)
% FeO https://youtu.be/cIgg8QPFqS0
Ejemplo 6. Una muestra impura de una sal que contiene sulfato
de sodio pesa 0.8493 g, se disuelve y el sulfato contenido en ella se precipita
con solución de cloruro de bario obteniéndose 0.9542 g de sulfato de bario.
Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2 NaCl. Calcular el porcentaje de sulfato de sodio en
la muestra. El porcentaje de sodio en la muestra. La masa del bario que
reacciona con el sulfato. La masa de cloruro de sodio formado. https://youtu.be/Ahj_SMcNDWo
Ejemplo 7. El Aluminio presente
en 1.200 g de una muestra impura de sulfato de aluminio y amonio se precipito
con NH3 acuoso como Al2O3 x H2O
Hidratado, el precipitado se filtró y se calcino a 1000 grados dando Al2O3
Anhidro con un peso de 0.1798 g exprese los resultados de este análisis en
termino de a) % NH4Al(SO4)2 b) %Al https://youtu.be/v9tjqoOurxQ
Ejemplo 7. Una muestra de FeSO4(NH4)2SO4⋅6H2O
Que contiene solo impurezas inertes pesa 1.658 g. Después de que el Fe se ha
disuelto, oxidado y Precipitado como Fe(OH)3, se calcina hasta
obtener 0.3174 g de oxido Férrico. Calcular los % de S y Fe en la muestra. https://youtu.be/SN9cKf7ZOJU
Gravimetrías de elemento
Ejemplo 8. Una muestra de 0.5231 g
que contiene cloruro (35.45 g/mol) da un precipitado de cloruro de plata
(143.32 g/mol) que pesa 0.1156 g ¿Cuál es el porcentaje de cloruro? R 5.465 % https://youtu.be/mu3Ux3S2A8w
Ejemplo 9. Una muestra de 0.7077 g de
un compuesto iónico que contiene iones cloruro y un metal desconocido de
valencia +1 (XCl) se disuelve en agua y se trata con un exceso de AgNO3.
Si se forman 1,3602 g de precipitado de AgCl, ¿cuál es el porcentaje en masa de
Cl en el compuesto original? https://youtu.be/y5XYWIiWgjA
Química de Chang 10ed
Impurezas y estequiometría
5.58 Disolver 3.00 g de una
muestra impura de carbonato de calcio en HCl
produjo 0.656 L de CO₂ (medidos a 20.0
°C y 792 mmHg). Calcula el porcentaje en masa de CaCO₃ en
la muestra. Indica cualquier suposición.
5.60 El etanol (C₂H₅OH) arde en aire: C₂H₅OH (l) + O₂ (g) → CO₂ (g) + H₂O (l) Balancea la ecuación y determina el volumen de aire en litros a 35.0 °C y 790 mmHg requerido para quemar 227 g de etanol. Supón que el aire es 21.0 % de O₂ por volumen.
Gravimetrías de elemento
Ejemplo 4.9. Una muestra
de 0.5662 g de un compuesto iónico que contiene iones cloruro y un metal
desconocido se disuelve en agua y se trata con un exceso de AgNO₃. Si se forman
1.0882 g de precipitado de AgCl, ¿cuál es el porcentaje en masa de Cl en el
compuesto original? https://youtu.be/814jeKZlFCk
Práctica 4.9. Una muestra de
0.3220 g de un compuesto iónico que contiene el ion bromuro (Br⁻)
se disuelve en agua y se trata con un exceso de AgNO₃. Si la masa del precipitado de AgBr que se forma es de 0.6964
g, ¿cuál es el porcentaje en masa de Br en el compuesto original? https://youtu.be/Zf9zVGSwaaE
4.78.
Una muestra de 0.6760 g de un compuesto desconocido
que contiene iones de bario (Ba²⁺) se disuelve en agua y se trata con un exceso de
Na₂SO₄. Si la masa del precipitado de BaSO₄ formado es de 0.4105 g, ¿cuál es el porcentaje en masa de Ba en el compuesto
desconocido original? https://youtu.be/Z7JUK4oVRrU
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