Question

3. Se hace reaccionar 1.0 Kg de MnO2 con 1.8 Kg de HCl produciéndose 196 litros de cloro gaseoso medidos en CN. Determine el rendimiento de la reacción.
La ecuación no balanceada es:
MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl2

Answer 1

Para la reacción entre Dióxido de Manganeso y Acido Clorhidrico se tienen cantidades definidas de reactivos y se pide calcular el rendimiento de reacción, conociendo cantidad de gas cloro producido.

El resultado obtenido es: 76%

Ecuación química balanceada:

MnO₂ + 4 HCl   →   MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂

Peso molecular MnO₂ = 87 g/mol

Peso molecular HCl =  36,5 g/mol

Peso molecular Cl₂ = 70 g/mol

Reactivos disponibles:

1 kg MnO₂  × 1000 g/kg × 1 mol / 87 g = 11,5 moles

1,8 kg HCl  × 1000 g/kg × 1 mol /36,5 g = 49,3 moles

Producto:

196 L Cl₂ en CN

T= 273 K

P = 1 atm

Usando la ecuación de estado de gases ideales, podemos calcular el número de moles de Cl₂ producido:

P. V = n.R.T

n = P. V / R. T

n = 1 atm × 196 L / (0,082 atm.L / k.mol × 273 K) = 8,75 moles Cl₂

De la ecuación química tenemos que 1 mol de MnO₂ reacciona con 4 moles de HCl, entonces:

moles MnO₂ / moles HCl = 1/4 = 0,25

De los reactivos disponibles:

moles MnO₂ / moles HCl = 11,5 / 49,3 = 0,23

Significa que el reactivo limitante es el MnO₂

Calculamos cuánto Cl₂ se debería producir con la cantidad disponible de MnO₂:

(1 mol Cl₂ / 1 mol MnO₂) × 11,5 moles MnO₂ = 11,5 moles Cl₂

Sabemos que se producen 8,75 moles de Cl₂ y deberian producirse 11,5 moles. Entonces podemos calcular el rendimiento de la reacción:

Rendimiento de reacción = (8,75 / 11,5 ) × 100 = 76 %