Industrialmente, el hidrógeno gaseoso se prepara por la reacción del propano gaseoso (C3H8) con vapor a una temperatura alrededor de 400°C. Los productos son monóxido de carbono (CO) e hidrógeno gaseoso (H2). a) Escriba una ecuación balanceada para la reacción. b) ¿Cuántos kilogramos de H2 se pueden obtener a partir de 2.84 X 10³kg de propano?
Respuestas a la pregunta
Solución:
- La reacción balanceada de propano gaseoso con vapor de agua a 400 °C, es la siguiente:
C₃H₈(g) + 3H₂O(g) → 3CO(g) + 7 H₂(g)
b) De la reacción se deduce que se requiere que un (1) mol de propano reaccionen con 3 moles de vapor de agua para que se formen 7 moles de hidrógeno gaseoso (H₂).
- A partir de los pesos moleculares del propano (PM C₃H₈) y del hidrógeno (H₂) determinamos la cantidad de moles que representan 2.84 x 10³ kg de propano y cuanto hidrógeno se produce al reaccionar:
PM C₃H₈ = 3 x 12 + 8 x 1 = 44 g/mol
PM H₂ = 2 x 1 = 2 g/mol
- Los moles de C₃H₈ presentes en 2.84 x 10³ kg, son:
N C₃H₈ = [2.84 x 10³ kg x ( 1000 g/1 kg)]/44 g/mol = 2.84 x 10⁶ g/44 g/mol
NC₃H₈ = 64545.45 moles
- De la reacción se tienen que los moles de hidrógeno producidos con esa cantidad de moles de propano, son:
NH₂ = 64545.45 moles C₃H₈ x 7 moles H₂/ 1 mol C₃H₈
NH₂ = 451818.18 moles
- Lo cual representan en unidades de masa, la siguiente cantidad:
MH₂ = 451818.18 moles H₂ x 2 g/mol = 903636.36 g H₂
- Que en kilogramos, es:
MH₂ = 903636.36 g x ( 1kg /1000 g)
MH₂ = 903.64 kg de H₂