Reacción del Zinc con Ácido Clorhídrico: Cálculo de Masa y Volumen

Reacción del Zinc con Ácido Clorhídrico

El zinc (Zn) reacciona con el ácido clorhídrico (HCl) para formar cloruro de zinc (ZnCl₂) e hidrógeno gas (H₂). Consideremos la siguiente pregunta: si hacemos reaccionar 6,0 g de ácido clorhídrico, ¿cuántos gramos de zinc reaccionan y cuál sería el volumen de H₂ obtenido en condiciones normales (c.n.)?

Pasos para Resolver el Problema

a) Identificación de Reactivos y Productos, y Planteamiento de la Ecuación

Reactivos: Ácido clorhídrico (HCl) y Zinc (Zn)
Productos: Cloruro de zinc (ZnCl₂) e Hidrógeno (H₂)
Ecuación química sin ajustar: HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂

b) Ajuste de la Ecuación Química

Ecuación química ajustada: 2 HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂

c) Conversión de Gramos de HCl a Moles

Se debe convertir la masa de HCl a moles utilizando su masa molar (36,5 g/mol).

d) Conversión de Moles de HCl a Moles de Zn

Utilizando la proporción estequiométrica de la ecuación ajustada (1 mol de Zn reacciona con 2 moles de HCl), se convierten los moles de HCl a moles de Zn.

e) Conversión de Moles de Zn a Gramos

Se convierte la cantidad de moles de Zn a gramos utilizando su masa atómica (65,4 g/mol).
Cálculo:

• 6,0 g HCl x (1 mol HCl / 36,5 g HCl) x (1 mol Zn / 2 moles HCl) x (65,4 g Zn / 1 mol Zn) = 5,2 g Zn

Por lo tanto, reaccionan 5,2 g de zinc.

f) Cálculo del Volumen de H₂ en Condiciones Normales

En condiciones normales (0°C y 1 atm), 1 mol de cualquier gas ocupa 22,4 litros (volumen molar).
Cálculo del volumen de H₂ producido:

• Se utiliza la misma cantidad de moles de Zn calculada en el paso d) ya que la proporción estequiométrica entre Zn y H₂ es 1:1.
• Volumen de H₂ = Moles de H₂ x Volumen molar = Moles de Zn x 22,4 L/mol

Conclusión

Al reaccionar 6,0 g de ácido clorhídrico con zinc, se obtienen 5,2 g de zinc que reaccionan y se produce un volumen de hidrógeno gas que se puede calcular utilizando la cantidad de moles de zinc y el volumen molar en condiciones normales.