Problema de estequiometria y leyes de los gases para encontrar la masa de un elemento que interviene en una reacción planteada.

1. Queremosobtener8 litrosde hidrógenomedidosacondicionesnormales,haciendoreaccionar
hierrometálicoconagua para producirtrióxidode di hierroe hidrógenomolecular. Calcular la
masa de hierro necesaria.
Primero escribimos la reacción planteada en el problema:
Hierro metálico: 𝐹𝑒
Agua: 𝐻2 𝑂
Trióxido de di hierro: 𝐹𝑒2 𝑂3
Hidrógeno molecular: 𝐻2
𝐹𝑒 + 𝐻2 𝑂 → 𝐹𝑒2 𝑂3 + 𝐻2
Balanceamos la reacción:
2𝐹𝑒 + 3𝐻2 𝑂 → 𝐹𝑒2 𝑂3 + 3𝐻2
Utilizamoslaecuacióngeneral de losgases para determinar la cantidad de moles contenidas
en 8 litros de hidrógeno.
𝑃 ∙ 𝑉 = 𝑛 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇
𝑛 =
𝑃 ∙ 𝑉
𝑅 ∙ 𝑇
Al decir que el gas fue medido a condiciones normales, utilizaremos los siguientes datos:
𝑅 = 0.082 𝑎𝑡𝑚 𝑙
°𝐾 𝑚𝑜𝑙⁄
𝑃 = 1 𝑎𝑡𝑚
𝑇 = 273 °𝐾
Reemplazamos en la ecuación y calculamos:
𝑛 =
(1)(8)
(0.082)(273)
𝑛 =
8
22.386
𝑛 = 0.36 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜

2. Relacionamos las cantidades de la reacción con las moles obtenidas para encontrar la
cantidad de hierro:
𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜
2 3
𝑥 0.36
Despejamos 𝑥 para hallar las moles de hierro:
𝑥 =
(0.36)(2)
3
𝑥 =
0.714
3
𝑥 = 0.24 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜
Una vez obtenido el número de moles del hierro, hallamos la masa en gramos contenida en
esas moles:
0.24 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒 ×
55.8 𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒
1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒
= 13.29 𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒