Estequiometría y Reacciones Redox
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Una docente se encuentra desarrollando una unidad didáctica sobre las relaciones cuantitativas en las reacciones químicas. Como parte de una de las sesiones de la unidad, la docente presenta a los estudiantes la siguiente ecuación química:
$$Mg_{(s)} + 2HCl_{(ac)} \rightarrow MgCl_{2(ac)} + H_{2(g)}$$
La docente menciona que se han hecho reaccionar, a temperatura ambiente, $50\text{ g}$ de magnesio ($Mg$) con $100\text{ mL}$ de ácido clorhídrico ($HCl$) $2M$. Además, la docente brinda a los estudiantes los siguientes datos:
$Mg = 24\text{ g/mol}$; $H = 1\text{ g/mol}$; $Cl = 35,5\text{ g/mol}$
Pregunta 22
Hugo, uno de los estudiantes, ha calculado la cantidad de moles de los reactivos. A continuación, se presenta el procedimiento realizado por el estudiante:
* Para el magnesio, dividí $50\text{ g}$ de este con su masa molar y obtuve $2,08\text{ moles}$ de $Mg$.
* Como el ácido clorhídrico es una solución acuosa, usé la densidad del agua ($1\text{ g/mL}$) para convertir el volumen de esta solución en su masa. Luego, dividí $100\text{ g}$ del ácido entre su masa molar, es decir, $36,5\text{ g/mol}$, y obtuve $2,74\text{ moles}$ de $HCl$.
Con base en la respuesta del estudiante, ¿en cuál de los siguientes aspectos se evidencia un error?
Alternativa A
En el cálculo de la masa molar del ácido clorhídrico.
Alternativa B
En el cálculo de la masa del ácido clorhídrico.
Alternativa C
En el cálculo de las moles de magnesio.
Pregunta 23
En la reacción química presentada, ¿cuál de los siguientes elementos se oxida?
Alternativa A
El magnesio.
Alternativa B
El hidrógeno.
Alternativa C
El cloro.
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Hola, hoy vamos a resolver dos preguntas sobre una reacción química entre el magnesio y el ácido clorhídrico. Empecemos analizando los datos proporcionados.
Análisis de la Reacción
La ecuación es: el magnesio sólido reacciona con dos moléculas de ácido clorhídrico para producir cloruro de magnesio y gas hidrógeno.
En la pregunta veintidós, Hugo calcula las moles de los reactivos. Veamos su procedimiento para el magnesio.
Pregunta 22: Identificación del error de Hugo
Cálculo del Magnesio (Mg):
Hugo dividió cincuenta gramos de magnesio entre su masa molar de veinticuatro gramos por mol, obteniendo dos punto cero ocho moles. Este cálculo es correcto.
Ahora veamos el ácido clorhídrico. Hugo usó la densidad del agua de un gramo por mililitro para decir que cien mililitros de solución equivalen a cien gramos de ácido. ¿Es esto correcto?
Cálculo del HCl por Hugo:
Aquí está el error. Primero, la densidad de la solución no es necesariamente la del agua pura. Segundo, y más importante, para una solución con molaridad conocida, las moles se calculan multiplicando la molaridad por el volumen en litros.
El dato nos dice que la solución es dos molar. Por lo tanto, el cálculo correcto debería basarse en el volumen y la concentración molar, no en convertir volumen a masa de soluto usando la densidad del agua.
Por lo tanto, el error se evidencia en el cálculo de la masa del ácido clorhídrico, ya que asumió incorrectamente que la masa del soluto se obtenía directamente del volumen total usando la densidad del agua.
Ahora pasemos a la pregunta veintitrés: ¿Cuál elemento se oxida? Debemos analizar los estados de oxidación.
Pregunta 23: Elemento que se oxida
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