El ácido nítrico se produce industrialmente mediante el proceso de Ostwald, representado con las siguientes ecuaciones:
NH3(g) + O2(g) → NO(g) + H2O(l)
NO(g) + O2(g) → NO2(g)
NO2(g) + H2O(l) → HNO3(ac) + HNO2)(ac)
¿Que masa de NH3 (en g) se debe utilizar para producir 1,00 tonelada de HNO3 de acuerdo con el procedimiento anterior? (1 tonelada = 2000 lb, 1 lb = 453,6 g).
Espero se entienda... Gracias :)
2NO2 + H2O ---> HNO3 + HNO2
pm NO2 = 46 g/gmol = 46 kg/kmol
pm HNO3 = 63 g/gmol = 63 kg/kmol
Para producir 63 kg de HNO3, se requieren 92 kg de NO2. Dividimos para calcular la proporcion en la que reaccionan 92/63 = 1.46.
Para producir 1 ton = 907.2 kg de HNO3, se requieren:
907.2 x 1.46 = 1324.51 kg de NO2, suponiendo un rendimiento del 100% pero como el rendimiento es solo del 80%, entonces:
1324.51/0.80 = 1655.64 kg de NO2.
2NO + O2 ------> 2NO2
pm NO = 30 g/gmol = 30 kg/kmol
pm NO2 = 46 g/gmol = 46 kg/kmol
El procedimiento es el mismo:
Para producir 92 kg de NO2, se requieren 60 kg de NO. Dividimos para calcular la proporcion en la que reaccionan 60/92 = 0.65
Para producir 1655.64 kg de NO2, se requieren:
1655.64 x 0.65 = 1076.17 kg de NO, suponiendo un rendimiento del 100% pero como el rendimiento es solo del 80%, entonces:
1076.17/0.80 = 1345.21 kg de NO.
4NH3 + 5O2 ---> 4NO + 6H2O
pm NH3 = 17 g/mol = 17 kg/kmol
pm NO = 30 g/mol = 30 kg/kmol
Para producir 120 kg de NO, se requieren 68 kg de NH3. Dividimos para calcular la proporcion en la que reaccionan 68/120 = 0.57
Para producir 1345.21 kg de NO, se requieren:
1345.21 x 0.57 = 766.77 kg de NH3, suponiendo un rendimiento del 100% pero como el rendimiento es solo del 80%, entonces:
766.77/0.80 = 958.46 kg de NH3. = 958 460 g de NH3
Respuestas a la pregunta
Se debe hacer la secuencia inversa, comenzando en la tercer reacción
Reacción 3
Para obtener 1000 g de HNO3 se debe partir de
1000 x 46 / 63
730,16 g NO2
Reacción 2
Para obtener esa cantidad de NO2 se debe partir de
730,16 x 30 / 46
476,19 g de NO
Reacción 1
Para obtener 476,19 g de NO se debe partir de
476,19 x 17 / 30 = 269,84 g de NH3
La masa de NH3 en gramos es de 359788.3598 .
La masa de NH3 en gramos se calcula mediante los factores de conversión correspondientes, basados en las ecuaciones químicas proporcionadas con previo balanceo de las mismas, de la siguiente manera:
masa NH3=? g
1 Ton HNO3
1 ton * 1000 Kg/1 ton * 1000 g/1 Kg = 1*106 g HNO3
2NH3(g) + 3O2(g) →3NO(g) + 3H2O(l)
34g 90g
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
60g 92g
2NO2(g) + H2O(l) →HNO3(ac) + HNO2 (ac)
92g 63 g
1*106 g HNO3* 92gNO2/63gHNO3*60gNO/92 gNO2* 34gNH3/90gNO= 359788.3598 g NH3.