Problema nº 4 de estequiometria de las reacciones químicas, reactivos y productos - TP01
Enunciado del ejercicio nº 4
Se quieren preparar 3.000 kg de amoníaco a partir de la reacción:
N₂ + 3·H₂ ⟶ 2·NH₃
Calcular:
a) Volumen de nitrógeno medido en CNPT necesarios.
b) Masa de hidrógeno necesaria.
Desarrollo
Datos:
mamoníaco = 3.000 kg
CNPT
Solución
La ecuación de formación del anhídrido nítrico es la siguiente:
N₂ + 3·H₂ ⟶ 2·NH₃
Calculamos el mol de cada compuesto que interviene en la reacción:
N₂: 2·14,0067 g = 28,0134 g
3·H₂: 3·2·1,00797 g = 6,04782 g
2·NH₃: 2·(14,0067 g + 3·1,00797 g) = 34,06122 g
| N₂ | + | 3·H₂ | ⟶ | 2·NH₃ |
| 28,0134 g | + | 6,04782 g | = | 34,06122 g |
Recordemos que en CNPT el volumen que ocupa un mol de gas es 22,4 litros, por lo tanto:
| N₂ | + | 3·H₂ | ⟶ | 2·NH₃ |
| 22,4 l 22,4 l | + + | 3·22,4 l 67,2 l | = = | 2·22,4 l 44,8 l |
a)
Si 3.000 kg de amoníaco = 3.000.000 g, para calcular el volumen nitrógeno medido en CNPT:
| 34,06122 g de NH₃ | ⟶ | 22,4 l de N₂ |
| 3.000.000 g de NH₃ | ⟶ | Vnitrógeno |
Vnitrógeno = 3.000.000 g de NH₃·22,4 l de N₂÷34,06122 g de NH₃
Resultado (a):
Vnitrógeno = 1.972.918,17 l de N₂
b)
Para calcular la masa hidrógeno:
| 34,06122 g de NH₃ | ⟶ | 6,04782 g de H₂ |
| 3.000.000 g de NH₃ | ⟶ | mhidrógeno |
mhidrógeno = 3.000.000 g de NH₃·6,04782 g de H₂÷34,06122 g de NH₃
mhidrógeno = 532.672,053 g de H₂
Resultado (b):
mhidrógeno = 532,67 kg de H₂
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo de cómo determinar las cantidades de las sustancias reaccionantes y de los productos de reacción