Question

Industrialmente, el hidrógeno gaseoso se prepara por la reacción del propano gaseoso (C3H8) con vapor de agua a una temperatura alrededor de 400°C. Los productos de esta reacción son monóxido de carbono, CO, e hidrógeno gaseoso, H2. a) ¿Cuántos kg de H2 se pueden obtener a partir de 2.84 x 103 kg de propano, si la reacción tiene un rendimiento del 84%? b) Si la totalidad de ambos gases obtenidos como productos se disuelve generando 50.0 L de disolución cuya densidad es 1.84 g/mL ¿Cuál será la fracción molar de cada gas en la disolución? c) Si sólo el monóxido de carbono obtenido en la reacción se confina en un recipiente de 200 L a 400°C ¿Qué presión ejercería el CO en el recipiente? (AGRADEZCO DESDE YA, ES MUY IMPORTANTE LA RESPUESTA DE ESTO)

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

lo primero es plantear la reacción balanceada del proceso:

                     C3H8 +   3 H2O →      3 CO +   7 H2

                     ↓                 ↓                ↓                ↓

peso:          44 kg/Kmol     3. (18)        3. (28)        7.(2kg/kmol)

A) primero debemos hallar los moles de propano que van a reaccionar con el rendimiento: el 84% = 0,84

usamos la formula:

rendimiento= masa que reaccciona

                         masa que alimentan

        0,84  =  masa que reaccciona =     2385,6 kg de C3H8

                          2,84x $10^{3}$  kg

esos son los moles de C3H8 que reaccionan, con la estequiometria sacamos los moles de H2 formados:

si 44 kg de C3H8_________ forman 7* (2 kg) de H2

con 2385,6 kg de C3H8_____X= 759,054 kg de H2 formados

B) vamos a calcular también los moles de "CO formados" porque necesitamos su cantidad formada para los calculos posteriores:

si 44 kg de C3H8_________ forman 3* (28 kg) de CO

con 2385,6 kg de C3H8_____X= 4554,327 kg de CO formados

nos da la densidad de la solución(1.84 kg/litro). vamos a calcular la masa total de la solución :  

en 1 litro de solución_______ 1,84 kg solución

en 50 litros de solución_____X= 92 kg solución (no puede ser)

densidad del CO=1,14 kg/m³

densidad del H2=0,0899 kg/m3

Densidad mezcla= $x_{CO}$ . densidad CO+ $x_{H2}$ . densidad H2

también sabemos que :   1=$x_{CO + x_{H2\\}$

C)

por ultimo calculamos la presión de CO y suponemos que es un gas ideal, nos da los datos:

V=200 litros

T= 400°C= 673,15 K

R= 0,082 ( litro . atm / mol. K)

n CO= 4554,327 kg de CO =   162,6545 kmol= 162654,5 moles CO

                28kg/ kmol

ecuacion   =             P. V=n . R . T

reemplazamos y da

                            P= 44891,27 atm (esta presión es ilógica)