El titanio y el dicloruro de magnesio, se preparan mediante la reacción entre el tetracloruro de titanio (TiCl4) y el magnesio fundido. En cierta industria se tiene 35,2 gramos de tetracloruro de titanio y 5,18 gramos de magnesio. Determine el rendimiento teórico del dicloruro de magnesio
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
El titanio es un metal estratégico. Gracias a su ligereza, su dureza y su resistencia a la oxidación, es utilizado ampliamente en la industria química (reactores), en la industria aeronáutica o en implantes médicos (por ejemplo los dentales). El proceso de obtención de este metal es complejo. Si se parte del óxido de titanio (IV) (TiO2), primero se obtiene el cloruro de titanio (IV) (TiCl4) y, por último, se obtiene el metal. Este último proceso es caro, porque se hace con magnesio y a alta temperatura. El cloruro de titanio (IV) reacciona con magnesio fundido produciéndose titano y cloruro de magnesio.
Se desea saber qué cantidad de titanio se obtiene a partir de 1 kg de cloruro de titanio (IV) y 200 g de magnesio.
Datos: Masas molares (g/mol) Ti: 47,9 ; Mg: 24,3 ; Cl 35,5
Esquema
2.- Interpretación de la ecuación química
3.- Reactivo limitante
Si en el proceso químico intervienen más de una sustancia, una de ellas se consumirá antes que las demás. Este reactivo limitante condiciona la cantidad de producto obtenida. Los demás quedarán en exceso. En caso de que solo intervenga un reactivo, ese será el limitante.
4.- Estrategia de cálculo
Antes de hacer los cálculos tenemos que tener una estrategia para realizarlos. Habitualmente se obtendrá de la interpretación de la reacción química que hemos realizado en el paso 2. También es normal que haya que realizar cálculos auxiliares al principio y el final.
5.- Cálculo de incógnitas
En general se realizan aplicando factores de conversión
6.- Conclusión
A partir de 200 g de Mg se obtienen 197,1 g de Titanio. En el reactor permanecerán 218,5 g de TiCl4 sin reaccionar. Dados los elevados precios del magnesio en comparación con el resto de materias primas que se utilizan en el proceso, tiene sentido que este metal sea el reactivo limitante. Como es el reactivo más caro se debe consumir por completo.