2.5 gramos de agua se descomponen en oxígeno gaseoso e hidrógeno gaseoso. ¿Cuántos gramos de hidrógeno gaseoso se espera producir?

Step-by-step solution

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   Ajustar primero la descomposición: la proporción molar sale de los coeficientes y de nada más. El agua se separa en hidrógeno y oxígeno diatómicos:

   $2\,\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\,\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2}$

   Los coeficientes $2$ y $2$ dan una proporción molar $1:1$ entre el $\mathrm{H_2O}$ consumido y el $\mathrm{H_2}$ producido. Esa proporción no es $1:1$ en masa, y por eso no se puede saltar el rodeo de gramos a moles.

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   Reunir las masas molares. $M(\mathrm{H_2O}) = 2(1.0) + 16.0 = 18.0\ \mathrm{g/mol}$ y $M(\mathrm{H_2}) = 2(1.0) = 2.0\ \mathrm{g/mol}$.

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   Convertir los 2.5 g de agua a moles.

   $n(\mathrm{H_2O}) = \frac{2.5\ \mathrm{g}}{18.0\ \mathrm{g/mol}} = 0.1389\ \mathrm{mol}$

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   Aplicar la proporción 1:1 y volver a masa. Un mol de agua produce un mol de $\mathrm{H_2}$, así que $n(\mathrm{H_2}) = 0.1389\ \mathrm{mol}$ y

   $m(\mathrm{H_2}) = 0.1389 \times 2.0 = 0.278\ \mathrm{g}$

   Toda la cadena se reduce a $2.5 \times \tfrac{2.0}{18.0}$.

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   Redondear a dos cifras significativas y comprobar con la conservación de la masa. Los datos traen dos cifras significativas, así que se informa $0.28\ \mathrm{g}$. El oxígeno producido debe ser entonces $2.5 - 0.278 = 2.222\ \mathrm{g}$, y $\tfrac{2.222}{32.0} = 0.0694\ \mathrm{mol}$ de $\mathrm{O_2}$: exactamente la mitad de los $0.1389\ \mathrm{mol}$ de $\mathrm{H_2}$, lo que concuerda con la proporción $2:1$ de coeficientes de la ecuación ajustada.