Respuesta :
Para calcular la presión total del sistema al término de la reacción, primero es necesario determinar la cantidad de dióxido de cloro (ClO₂) producido y luego utilizar la ley de los gases ideales para encontrar la presión del gas en el matraz.
La ecuación de la reacción es:
NaClO
(
)
+
Cl
2
(
)
→
NaCl
(
)
+
ClO
2
(
)
NaClO(s)+Cl
2
(g)→NaCl(s)+ClO
2
(g)
Dado:
Masa de NaClO: 15.6 g
Volumen del matraz: 1.45 L
Temperatura: 22°C (convertida a Kelvin: 22 + 273.15 = 295.15 K)
Presión inicial de Cl₂: 1050 mmHg (convertida a atm: 1050 mmHg / 760 mmHg/atm = 1.38 atm)
Paso 1: Calcular la cantidad de moles de NaClO
La masa molar de NaClO es:
(
NaClO
)
=
22.99
+
35.45
+
16.00
=
74.44
g/mol
M(NaClO)=22.99+35.45+16.00=74.44g/mol
Los moles de NaClO son:
moles de NaClO
=
15.6
g
74.44
g/mol
=
0.2095
mol
moles de NaClO=
74.44g/mol
15.6g
=0.2095mol
Paso 2: Determinar la cantidad de moles de Cl₂ necesarios
Según la ecuación balanceada, 1 mol de NaClO reacciona con 1 mol de Cl₂ para producir 1 mol de ClO₂. Por lo tanto, se necesitan 0.2095 mol de Cl₂ para reaccionar completamente con 0.2095 mol de NaClO.
Paso 3: Calcular los moles de Cl₂ presentes inicialmente
Utilizamos la ley de los gases ideales:
=
PV=nRT
Donde:
=
1.38
atm
P=1.38atm
=
1.45
L
V=1.45L
=
0.0821
L
\cdotp
atm/(K
\cdotp
mol)
R=0.0821L\cdotpatm/(K\cdotpmol)
=
295.15
K
T=295.15K
(
Cl
2
)
=
=
1.38
atm
×
1.45
L
0.0821
L
\cdotp
atm/(K
\cdotp
mol)
×
295.15
K
=
0.0866
mol
n(Cl
2
)=
RT
PV
=
0.0821L\cdotpatm/(K\cdotpmol)×295.15K
1.38atm×1.45L
=0.0866mol
Paso 4: Verificar el reactivo limitante
Comparando los moles de reactivos:
Moles de NaClO: 0.2095 mol
Moles de Cl₂ disponibles: 0.0866 mol
Dado que se necesita 1 mol de Cl₂ por cada mol de NaClO, Cl₂ es el reactivo limitante.
Paso 5: Calcular los moles de ClO₂ producidos
La cantidad de ClO₂ producida es igual a los moles de Cl₂ disponibles, ya que Cl₂ es el reactivo limitante:
moles de ClO
2
=
0.0866
mol
moles de ClO
2
=0.0866mol
Paso 6: Calcular la presión del ClO₂ al término de la reacción
Usamos la ley de los gases ideales para encontrar la presión de ClO₂:
(
ClO
2
)
=
=
0.0866
mol
×
0.0821
L
\cdotp
atm/(K
\cdotp
mol)
×
295.15
K
1.45
L
=
1.45
atm
P(ClO
2
)=
V
nRT
=
1.45L
0.0866mol×0.0821L\cdotpatm/(K\cdotpmol)×295.15K
=1.45atm
Paso 7: Calcular la presión total del sistema
Al término de la reacción, solo queda el gas ClO₂ en el sistema, ya que todo el Cl₂ ha reaccionado completamente. Por lo tanto, la presión total del sistema es igual a la presión de ClO₂:
total
=
1.45
atm
P
total
=1.45atm
Por lo tanto, la presión total del sistema al término de la reacción es 1.45 atm.
