2. En el ácido Bórico el porcentaje de Boro y Oxigeno es 17.44 y \( 77.66 \% \) respectivamente. Se desea obtener una muestra de este acido haciendo reaccionar 120 g de oxígeno, 10 g de Boro al \( 95 \% \) de pureza y 19 g de Hidrogeno- Calcule: g de ácido Bórico obtenido, indique que elementos están en exceso y en qué cantidad (1pto).
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Beyond the Answer
Para calcular la cantidad de ácido bórico (H₃BO₃) que se puede obtener a partir de los reactivos disponibles, primero debemos tener en cuenta la reacción química. La reacción para la formación de ácido bórico es: \[ B + O_2 + H_2 \rightarrow H_3BO_3 \] Dado que tienes 10 g de boro al 95% de pureza, la cantidad efectiva de boro siempre será \( 10 \, g \times 0.95 = 9.5 \, g \). Además, el oxígeno total es de 120 g y el hidrógeno es de 19 g. Ahora, calculamos las moles de cada elemento: - Moles de boro: \( n_B = \frac{9.5 \, g}{10.81 \, g/mol} \approx 0.878 \, mol \) - Moles de oxígeno: \( n_O = \frac{120 \, g}{32 \, g/mol} \approx 3.75 \, mol \) - Moles de hidrógeno: \( n_H = \frac{19 \, g}{1 \, g/mol} = 19 \, mol \) La formación de una mol de ácido bórico requiere 3 moles de hidrógeno, 1 mol de boro y 3 moles de oxígeno. Ahora veamos quién es el limitante: - Usamos todo el boro: \( 1 \, mol \) de Boro necesita \( 3 \, mol \) de Hidrógeno (0.878 moles de Boro requieren 2.634 moles de Hidrógeno, que tienes de sobra), y \( 3 \, mol \) de Oxígeno (0.878 moles de Boro requieren 2.634 moles de Oxígeno, pero tienes 3.75, así que es suficiente). - Así que el Boro es el reactivo limitante. Finalmente, calculamos la cantidad de ácido bórico producido: La masa de ácido bórico producida corresponde a la cantidad de moles de Boro: \[ \text{Masa de } H_3BO_3 = moles \times masa_{H_3BO_3}\] \[ = 0.878 \, mol \times 61.83 \, g/mol \approx 54.3 \, g \] Los elementos en exceso son el Oxígeno y el Hidrógeno. - Oxígeno sobrante: \( 3.75 - 2.634 \approx 1.116 \, mol \) (que son \( 1.116 \times 32 \approx 35.7 \, g \)) - Hidrógeno sobrante: \( 19 - 2.634 \approx 16.366 \, mol \) (que son \( 16.366 \times 1 \approx 16.37 \, g \)) Así que obtendrías aproximadamente 54.3 g de ácido bórico, con Oxígeno y Hidrógeno en exceso de 35.7 g y 16.37 g respectivamente.
