La tostación del sulfuro de Zinc genera Óxido de Zinc y Anhidrido Sulfuroso.

a) ¿Cuantos gramos de sulfuro de Zinc son necesarios para obtener 50 L de Anhidrido, si la

reacción se desarrolla a 300ºC y 750 mm Hg?

b) Cuantos gramos de Óxido de Zinc se obtendrán al dejar reaccionar 5 L PTN de aire al 21% de

Oxigeno con 5 g de Zinc?- Hola, Pamelita:

La tostación es la reacción con oxígeno (quemar): 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2 , ya ajustada

(balanceada).

Enunciado

a) ¿Cuantos gramos de sulfuro de Zinc son necesarios para obtener 50 L de

Anhidrido, si la reacción se desarrolla a 300ºC y 750 mm Hg?

Los coeficientes de ajuste 2:3 → 2:2 son la relación natural en moles: Cada 2 mol de sulfuro de cinc

reaccionarán con 3 mol de oxígeno para producir 2 mol de óxido de cinc y 2 mol de dióxido de

azufre ("anhídrido sulfuroso").

Si se obtienen 50 l de SO2 a T=300ºC y P=750 mm Hg, hay que aplicar P*V=n*R*T para ver cuántos

moles de SO2 son esos 50 l:

750 ºC a K 750*50

---- * 50 = n * 0,082 * (300+273) => n = ----------------- =

760 760*0,082*573

mm Hg a atm

= 1,05 mol de SO2 se obtuvieron.

Recordemos la relación 2:3 → 2:2. El sulfuro de cinc y el anhídrido sulfuroso están en

proporción 2:2. Como se obtuvieron 1,05 de SO2, se emplearon también 1,05 moles de ZnS. (Pues

2:2 significa "los mismos mol de uno que de otro").

m

Ahora, como nº mol = masa en g / masa molecular => n = ----- => m = n*M; Hay que hallar la masa

molecular del ZnS. Necesitamos las

M

masas atómicas (te las darán siempre), Zn: 65,4; S: 32. Por tanto, M (ZnS)= 65,4+32=97,4

Entonces, m (ZnO)=1,05*97,4=102,27 g de ZnS se necesitan.

Enunciado

b) Cuantos gramos de Óxido de Zinc se obtendrán al dejar reaccionar 5 L PTN de

aire al 21% de Oxigeno con 5 g de Zinc?

El oxígeno de la reacción se toma del aire, que es gratis. Pero el aire "solo" tiene un 21% de

oxígeno puro (el resto es nitrógeno y pocas-cosas-más).

Así que si tomo 5 l de aire, estoy asegurando 5*21/100 = 1,05 l de O2 puro. Y de nuevo hay que

pasar estos litros a moles a través de P*V=n*R*T :

Las condiciones "PTN" se refieren a condiciones normales de presión y temperatura, es decir: P=1

atm, T=0 ºC (=273 K), luego:

1*1,05=n*0,082*273 => n = 1,05/(0,082*273) => n=0,047 mol de O2

Volvamos a la relación en mol: 2:3→2:2, pero ahora solo queremos la relación oxígeno: óxido de

cinc, que es 3:2en ese orden. Ahora, mejor una pequeña proporcionalidad:

3 mol O2 1,05 mol O2

----------- = -------------- => 3x=2,1 => x = 0,7 mol de ZnO se obtuvieron.

2 mol ZnO x

Como las masas atómicas son Zn: 65,4; O: 16, convertidos a gramos son m = n*M = 0,7 * (65,4+16)

=> m =56,98 g de ZnO se obtuvieron.

¡Hale, venga!