El amoniaco se obtiene a partir de H2(g) y N2(g). Se mezcla 100 g de cada reactante al 84% de pureza y 92% respectivamente. Hallar el reactivo limitante, el rendimiento teórico, el % de rendimiento si solo se obtiene experimentalmente 67.8 g de NH3 y la cantidad de componente sin reaccionar.
Respuestas a la pregunta
Para la reacción de obtención de Amoniaco, con determinadas cantidades de reactivos, se determina:
- El reactivo limitante es el Nitrógeno.
- Rendimiento teórico = 111,7 g NH₃
Rendimiento si se obtiene 67,8 g NH₃ = 60,7 %
- Reactivo en exceso sin reaccionar = 64,3 g
Ecuación Química
N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃
1 mol 3 mol 2 mol
28 g 6 g 34 g
Reactivos disponibles
100 gramos de H₂ 84 % pureza ⇒ 84 g de H₂
100 gramos de N₂ 92 % pureza ⇒ 92 g de N₂
Determinación de reactivo limitante
De la ecuación química: g N₂ / g H₂ = 28 / 6 = 4,67
De los reactivos disponibles: g N₂ / g H₂ = 92 / 84 = 1,09
El reactivo limitante es el Nitrógeno.
Cálculo de cantidad de Hidrógeno que no reacciona
De la ecuación química se tiene que:
28 gramos de N₂ reaccionan con 6 gramos de H₂
92 gramos de N₂ ........................... X
X = 92 g de N₂ × (6 g de H₂ / 28 g de N₂ ) = 19,7 g de Hidrógeno
gramos de H₂ que no reaccionan = 84 g - 19,7 g = 64,3 g de H₂
Cálculo de rendimiento teórico de la reacción (NH₃ producido)
A partir de 28 gramos de Nitrógeno se forman 34 gramos de amoniaco.
92 g N₂ × ( 34 g NH₃ / 28 g N₂ ) = 111,7 g NH₃
Cálculo de rendimiento de la reacción si se produce 67,8 g de amoniaco
% rendimiento = ( 67,8 g / 111,7 g ) × 100 = 60,7 %
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