Problema de reacción química cu y hno3

Estequiometría de la reacción del cobre con el ácido nítrico.

1. El ácido nítrico concentrado reacciona con el cobre para formar nitrato de cobre (II), dióxido de nitrógeno y agua. Calcula: a ) El volumen de una disolución de ácido nítrico del 90% en peso y densidad 1,4 g/ mL que se necesitan para que reaccionen 5 g de cobre . b ) El volumen de dióxido de nitrógeno medido a 20 °C y 670 mm Hg de presión que se formará. HNO 3 + Cu  Cu(NO 3 ) 2 + NO 2 + H 2 O En primer lugar escribimos la ecuación química de la reacción ajustada: 4 2 2 La ecuación química ajustada indica que por cada mol de cobre que reaccione lo harán cuatro de ácido nítrico y se formarán dos de dióxido de nitrógeno. Hallando los moles de cobre sabremos, por la ley de las proporciones definidas, los que reaccionan de ácido nítrico y los que se forman de dióxido de nitrógeno. La masa atómica de cobre es 63,54 g/mol, por tanto 5 g de cobre serán: n(Cu) = 5 g / 63,54 g/mol = 0.0787 mol Los moles de ácido nítrico que reaccionan son 4 veces más que los de cobre. Por tanto: n(HNO 3 ) = 4 · 0,0787 mol = 0,3148 mol

2. n(HNO 3 ) = 0,3148 mol A continuación hallamos la masa de HNO 3 , después la de la disolución y por último su volumen. Pm(HNO 3 ) = (1+14+3·16) = 63 g/mol m(HNO 3 ) = 0,3148 mol · 63 g/mol = 19,8 g Estos 19,8 g de HNO 3 , son el 90 % del total de la disolución, por lo que su masa será: m D = 19,8 g · 100/90 = 22 g Como conocemos la densidad, hallamos el volumen: V D = 22 g / 1,4 g/ mL = 15,7 mL

3. Recordamos que: n(Cu) = 0,0787 mol Por cada mol de cobre que reaccionen se forman 2 de NO 2 , por lo que: n(NO 2 ) = 2 · 0,0787 mol = 0,1574 mol Como ya conocemos los moles y nos dan de datos las condiciones, hallamos el volumen utilizando la ecuación de los gases. 670 mmHg 760 mmHg /atm · V(NO 2 ) = 0,1574 mol · 0,082 a tm·L K·mol · (20 + 273) K Despejando y operando resulta: V(NO 2 ) = 4,29 L