Durante el proceso de producción del acero, se utiliza una variedad de carbon mineral conocida como “coque”. Generalmente este tipo de carbon contiene en promedio un 87% de carbono puro. Resuelve los siguientes incisos cuando se utiliza media tonelada de este carbon mineral.
a)¿Que cantidad de monoxido de carbono, CO, se produce?
b)¿Que cantidad de oxido de hierro (III), Fe2O3 se podria reducir con el CO producido?
c)¿Cuanto hierro puro se obtendria?
d)¿Cuanto CO2 se liberaria?
Respuestas a la pregunta
En el proceso de producción del acero, cuando se utiliza media tonelada de coque:
a) Se producen 1015.36 kg de CO
b) Se podrían reducir 1929.06 kg de óxido de hierro (III)
c) Se obtendrían 1349.89 kg de hierro puro
d) Se liberarían 1595.36 kg de CO₂
Explicación:
En la producción de acero, se lleva a cabo la producción del agente reductor (monóxido de carbono) y la reducción de óxidos de hierro para obtener hierro puro fundido.
a) Producción de CO:
Se da la siguiente reacción:
2C + O₂ ⇒ 2CO
Cantidad de coque: 0.5 ton= 500 kg
Considerando el contenido de carbono puro:
kg C: 500 kg * 0.87= 435 kg
Moles de C:
Considerando la masa molar:
M(C)= 12 kg/kmol
435 kg *(1 kmol/ 12 kg)= 36.25 kmol C
Cantidad de CO producida:
Teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción:
36.25 kmol C * (2 kmol CO / 2 kmol C)= 36.25 kmol CO
Masa de CO:
Masa molar:
M(CO)= 28.01 kg/kmol
36.25 kmol * 28.01 kg/kmol = 1015.36 kg CO
b) Reacción entre el óxido de hierro (III) y el CO:
Fe₂O₃ + 3CO ⇒ 2Fe + 3CO₂
Cantidad de Fe₂O₃ que reaccionaría:
Teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción:
36.25 kmol CO * (1 kmol Fe₂O₃ / 3 kmol CO)= 12.08 kmol Fe₂O₃
Masa de Fe₂O₃:
Masa molar:
M(Fe₂O₃)= 159.69 kg/kmol
12.08 kmol * 159.69 kg/kmol = 1929.06 kg Fe₂O₃
c)
Cantidad de hierro puro que se produciría:
Teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción:
36.25 kmol CO * (2 kmol Fe / 3 kmol CO)= 24.17 kmol Fe
Masa de Fe:
Masa molar:
M(Fe)= 55.85 kg/kmol
24.17 kmol * 55.85 kg/kmol = 1349.89 kg Fe
d) Cantidad de CO₂ que se produciría:
Teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción:
36.25 kmol CO * (3 kmol CO₂ / 3 kmol CO)= 36.25 kmol CO₂
Masa de CO₂:
Masa molar:
M(CO₂)= 44.01 kg/kmol
36.25 kmol * 44.01 kg/kmol = 1595.36 kg CO₂