Si reaccionan PCl3, Cl2 y P4O10 en cantidad de 1.0kg de cada uno, ¿cuántos kg de POCl3 se formarán? Escribe la ecuación balanceada.
Understand the Problem
La pregunta plantea un problema de estequiometría. Se nos pide determinar la masa de POCl3 que se formará al reaccionar PCl3, Cl2 y P4O10, dado que tenemos 1.0 kg de cada reactivo. Para resolverlo, primero hay que balancear la ecuación química dada. Luego, se debe identificar el reactivo limitante, ya que este determinará la cantidad máxima de producto que se puede formar. Finalmente, se calcula teóricamente cuánto POCl3 se produce a partir del reactivo limitante, considerando las relaciones molares estequiométricas de la reacción.
Answer
$1.86 \, kg$
Answer for screen readers
$1.86 , kg$
Steps to Solve
- Balancear la ecuación química
La ecuación química dada es: $PCl_3 + Cl_2 + P_4O_{10} \rightarrow POCl_3$ Para balancearla, necesitamos tener el mismo número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación. La ecuación balanceada es: $6PCl_3 + 6Cl_2 + P_4O_{10} \rightarrow 10POCl_3$
- Convertir la masa de cada reactivo a moles
Necesitamos las masas molares de $PCl_3$, $Cl_2$ y $P_4O_{10}$: $PCl_3$: $30.97 + 3(35.45) = 137.32 , g/mol$ $Cl_2$: $2(35.45) = 70.90 , g/mol$ $P_4O_{10}$: $4(30.97) + 10(16.00) = 283.88 , g/mol$
Convertimos 1.0 kg (1000 g) de cada reactivo a moles: Moles de $PCl_3 = \frac{1000 , g}{137.32 , g/mol} = 7.28 , moles$ Moles de $Cl_2 = \frac{1000 , g}{70.90 , g/mol} = 14.10 , moles$ Moles de $P_4O_{10} = \frac{1000 , g}{283.88 , g/mol} = 3.52 , moles$
- Identificar el reactivo limitante
Usamos la ecuación balanceada para determinar cuántos moles de $POCl_3$ pueden producirse a partir de cada reactivo:
Para $PCl_3$: $\frac{7.28 , moles , PCl_3}{6} \times 10 = 12.13 , moles , POCl_3$
Para $Cl_2$: $\frac{14.10 , moles , Cl_2}{6} \times 10 = 23.5 , moles , POCl_3$
Para $P_4O_{10}$: $\frac{3.52 , moles , P_4O_{10}}{1} \times 10 = 35.2 , moles , POCl_3$
El reactivo limitante es $PCl_3$ porque produce la menor cantidad de $POCl_3$.
- Calcular la masa de $POCl_3$ producido
La masa molar de $POCl_3$ es: $30.97 + 16.00 + 3(35.45) = 153.32 , g/mol$ La cantidad de $POCl_3$ producida a partir del reactivo limitante es 12.13 moles. Masa de $POCl_3 = 12.13 , moles \times 153.32 , g/mol = 1859.86 , g \approx 1.86 , kg$
$1.86 , kg$
More Information
La estequiometría es una herramienta fundamental en química que permite predecir las cantidades de reactivos y productos involucrados en una reacción química. El reactivo limitante es crucial porque determina el rendimiento máximo teórico de un producto en una reacción.
Tips
- No balancear correctamente la ecuación química: Esto lleva a relaciones molares incorrectas y, por lo tanto, a la identificación errónea del reactivo limitante y al cálculo incorrecto del producto.
- Olvidar convertir las masas a moles: Trabajar directamente con masas en lugar de moles al determinar el reactivo limitante es un error común.
- No identificar correctamente el reactivo limitante: Elegir un reactivo incorrecto como el limitante lleva a un cálculo incorrecto de la cantidad de producto formado.
AI-generated content may contain errors. Please verify critical information
