Question

Ayuda please.

Dada la siguiente reacción química:

KMnO4 + H2SO4 + H2C2O4 → CO2(g) + K2SO4 + MnSO4 + H2O

¿Cuántos gramos de agente reductor de 60% de pureza, se necesitará para producir 120 L de CO2 a 80 oC y 1.5 atm.?

(Mn = 55; O = 16; K = 39; C= 12; S = 32)

Answer 1

Para la reacción química redox dada, se calcula que se requieren 467 g H₂C₂O₄ ( 60 % pureza) para producir 120 L de CO₂ a 80 °C y 1,5 atm.

Ecuación Química

KMnO₄ + H₂SO₄ + H₂C₂O₄   →   CO₂  +  K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

Números de Oxidación

K⁺Mn⁺⁷O₄⁻² + H₂⁺S⁺⁶O₄⁻² + H₂⁺C₂⁺³O₄⁻²   →   C⁺⁴O₂⁻²  +  K₂⁺S⁺⁶O₄⁻² + Mn⁺²S⁺⁶O₄⁻² + H₂⁺O⁻²

Especies que cambian número de oxidación

Mn⁺⁷ + 5 e⁻   →     Mn⁺²        (reducción)   agente oxidante

C⁺³  - 1 e⁻      →     C⁺⁴            (oxidación)   agente reductor

Ecuación química balanceada

2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ + 5 H₂C₂O₄   →  10 CO₂  +  K₂SO₄ + 2 MnSO₄ + 8 H₂O

Cálculo de moles de producto (CO₂) requerido

Se necesita producir 120 L de CO₂ a 80 °C (353 K ) y 1,5 atm.

Usando la ecuación de estado de gases ideales, calculamos el número de moles de CO₂:

P . V = n. R . T

n = P . V / R . T

n = ( 1,5 atm × 120 L ) / (0,082 atm . L /K. mol × 353 K ) = 6,22 moles CO₂

Cálculo de cantidad de agente reductor ( H₂C₂O₄) requerido

De la ecuación química se tiene que, a partir de 5 moles de H₂C₂O₄, se obtienen 10 moles de CO₂.

6,22 moles CO₂  × ( 5 moles H₂C₂O₄ / 10 moles CO₂) = 3,11 moles H₂C₂O₄

masa molar H₂C₂O₄ = 90 g/mol

3,11 moles H₂C₂O₄ ×  90 g / mol = 280 gramos

Se requieren 280 gramos del agente reductor (puro). Se calcula cuanto se requiere del reactivo con 60 % pureza:

280 g H₂C₂O₄ puro ×  100 g H₂C₂O₄ / 60 g H₂C₂O₄ puro = 467 g H₂C₂O₄ ( 60 % pureza)

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