De acuerdo a la reacción sin balancear: H2S HNO3 à S NO H2O Se hacen reaccionar 800 g de agente oxidante. Calcula el volumen del monóxido de nitrógeno (NO) producido a 25°C y a 2 atm de presión, si la eficiencia de reacción es del 80%. Masas Atómicas: S=32, N=14, O=16, H=1.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
124 Litros
Explicación:
Para la reacción entre H₂S y HNO₃, se calcula que se producen 124 L de NO (en determinadas condiciones de Presión y Temperatura), cuando reaccionan 800 gramos de HNO₃, con rendimiento de reacción de 80 %.
Ecuación química
H₂S + HNO₃ ⟶ S + NO + H₂O
Números de oxidación
H₂⁺¹S⁻² + H⁺¹N⁺⁵O₃⁻² ⟶ S⁰ + N⁺²O⁻² + H₂⁺¹O⁻²
Semi-reacciones
S⁻² - 2e⁻ → S⁰ (oxidación)
N⁺⁵ + 3e⁻ → N⁺² (reducción) - Agente Oxidante
Ecuación balanceada
3 H₂S + 2 HNO₃ ⟶ 3 S + 2 NO + 4 H₂O
Cálculos estequiométricos
3 H₂S + 2 HNO₃ ⟶ 3 S + 2 NO + 4 H₂O
3 mol 2 mol 3 mol 2 mol 4 mol
102 g 126 g 96 g 60 g 72 g
Se tienen 800 gramos del agente oxidante ( HNO₃ ). Calculamos la cantidad de NO que se puede producir en la reacción:
800 g HNO₃ × ( 60 g NO /126 g HNO₃ ) = 381 g NO
El rendimiento de reacción es 80 %, entonces:
rendimiento = ( NO producido / NO teórico ) × 100
80 = ( NO producido / 381 g ) × 100
gramos de NO prod. = 304,7 g
moles de NO = 304,7 g / (30 g/ mol ) = 10,16 moles
Cálculo de volumen de NO producido
Presión = 2 atm
Temperatura = 25 °C = 298 K
n = 10,16 mol
Usando la ecuación de estado de gases ideales, se tiene:
P . V = n . R . T
V = ( n . R . T ) / P
V = (10,16 mol × 0,082 atm. L / K . mol × 298 K ) / 2 atm = 124 L
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