Cálculo estequiométrico y rendimiento de reacción
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5. 100 g de ácido sulfúrico concentrado del 98,5% de pureza reaccionan con 300 g de $Ca_{3}(PO_{4})_{2}$ puro en base a la siguiente reacción: $$Ca_{3}(PO_{4})_{2} + H_{2}SO_{4} \rightarrow CaSO_{4} + H_{3}PO_{4}$$ Calcular: a) las cantidades teóricas de $CaSO_{4}$ y $H_{3}PO_{4}$ que se obtendrían estequiométricamente, b) Si el porcentaje de rendimiento fue del 75%, halle las masas de $CaSO_{4}$ y $H_{3}PO_{4}$ que se obtienen en realidad.
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Hola Diany, resolvamos este problema de estequiometría paso a paso.
Análisis de la Reacción
Primero, debemos escribir y balancear la ecuación química. Tenemos fosfato de calcio y ácido sulfúrico reaccionando para formar sulfato de calcio y ácido fosfórico.
Ecuación Balanceada
Calculamos las masas molares aproximadas en gramos por mol: el fosfato de calcio tiene 310, el ácido sulfúrico tiene 98, el sulfato de calcio tiene 136 y el ácido fosfórico tiene 98.
| Sustancia | Masa Molar (g/mol) |
|---|---|
| $Ca_3(PO_4)_2$ | 310 |
| $H_2SO_4$ | 98 |
| $CaSO_4$ | 136 |
| $H_3PO_4$ | 98 |
Ahora, determinamos los moles iniciales. Para el ácido sulfúrico, tenemos 100 gramos al 98.5 por ciento de pureza, lo que nos da 98.5 gramos puros. Dividido por su masa molar, obtenemos aproximadamente 1.005 moles.
Para el fosfato de calcio, tenemos 300 gramos puros. Dividimos por 310 y obtenemos aproximadamente 0.968 moles.
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