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El amoniaco se obtiene a partir de H2(g) y N2(g). Se mezcla 100 g de cada reactante al 84% de pureza y 92% respectivamente. Hallar el reactivo limitante, el rendimiento teórico, el % de rendimiento si solo se obtiene experimentalmente 67.8 g de NH3 y la cantidad de componente sin reaccionar.

Sagot :

Para la reacción de obtención de Amoniaco, con determinadas cantidades de reactivos, se determina:

  • El reactivo limitante es el Nitrógeno.
  • Rendimiento teórico = 111,7 g NH₃

Rendimiento si se obtiene 67,8 g NH₃ = 60,7 %

  • Reactivo en exceso sin reaccionar = 64,3 g

Ecuación Química

N₂    +    3 H₂      →       2 NH₃

1 mol     3 mol              2 mol

28 g       6 g                 34 g

Reactivos disponibles

100 gramos de H₂  84 % pureza ⇒  84 g de H₂

100 gramos de N₂  92 % pureza ⇒  92 g de N₂

Determinación de reactivo limitante

De la ecuación química:                  g N₂ / g H₂ = 28 / 6 = 4,67

De los reactivos disponibles:          g N₂ / g H₂ = 92 / 84 = 1,09

El reactivo limitante es el Nitrógeno.

Cálculo de cantidad de Hidrógeno que no reacciona

De la ecuación química se tiene que:

28 gramos de N₂ reaccionan con 6 gramos de H₂

92 gramos de N₂   ...........................            X

X = 92 g de N₂ × (6 g de H₂ / 28 g de N₂ ) = 19,7 g de Hidrógeno

gramos de H₂ que no reaccionan = 84 g - 19,7 g = 64,3 g de H₂

Cálculo de rendimiento teórico de la reacción (NH₃ producido)

A partir de 28 gramos de Nitrógeno se forman 34 gramos de amoniaco.

92 g N₂   ×  ( 34 g NH₃ / 28 g N₂ ) = 111,7 g NH₃

Cálculo de rendimiento de la reacción si se produce 67,8 g de amoniaco

% rendimiento = ( 67,8 g / 111,7 g ) × 100 = 60,7 %

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