En la reacción química dada para la batería de automóvil:
[tex]\[ \text{Pb} + \text{PbO}_2 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \][/tex]
Nos piden calcular la cantidad de sulfato de plomo (PbSO_4) que se produce cuando se consumen 100 gramos de ácido sulfúrico (H_2SO_4).
1. Datos iniciales:
- Masa de H₂SO₄ consumida: 100 gramos.
2. Cálculos:
- La masa molar (peso molecular) de H₂SO₄ es 98.079 g/mol.
- La masa molar (peso molecular) de PbSO₄ es 303.26 g/mol.
3. Cálculo de la cantidad de moles de H₂SO₄ consumido:
- Usamos la fórmula:
[tex]\[\text{moles de H}_2\text{SO}_4 = \frac{\text{masa de H}_2\text{SO}_4}{\text{masa molar de H}_2\text{SO}_4}\][/tex]
- Sustituyendo los valores:
[tex]\[\text{moles de H}_2\text{SO}_4 = \frac{100 \text{ g}}{98.079 \text{ g/mol}} = 1.0195862518989796 \text{ moles}\][/tex]
4. Relación estequiométrica:
- De la ecuación balanceada, vemos que 2 moles de H_2SO_4 producen 2 moles de PbSO_4.
- Así que la cantidad de moles de PbSO_4 producida es igual a la cantidad de moles de H_2SO_4 consumida.
- Entonces:
[tex]\[\text{moles de PbSO}_4 = 1.0195862518989796 \text{ moles}\][/tex]
5. Cálculo de la masa de PbSO₄ producido:
- Usamos la fórmula:
[tex]\[\text{masa de PbSO}_4 = \text{moles de PbSO}_4 \times \text{masa molar de PbSO}_4\][/tex]
- Sustituyendo los valores:
[tex]\[\text{masa de PbSO}_4 = 1.0195862518989796 \text{ moles} \times 303.26 \text{ g/mol} = 309.1997267508845 \text{ g} \][/tex]
Por lo tanto, cuando se consumen 100 gramos de H_2SO_4, se producirán aproximadamente 309.20 gramos de PbSO_4.
