Question

La urea, CO(NH2)2, se utiliza como fertilizante. A escala industrial la síntesis de la urea se realiza por la reacción de Dióxido de Carbono y Amoniaco a 350°C y 35atm, dando como producto urea y agua. Si el rendimiento de la reacción es del 80% y se desean obtener 1000Kg de urea, ¿Cuál es el volumen de Dióxido de Carbono medidos en las condiciones del proceso que se tiene que utilizar?​

Answer 1

En base a la reacción para producción de Urea, a partir de Amoniaco y dióxido de carbono, se calcula que se requieren 30.409 L de CO₂ (medidos en las condiciones del proceso) para producir 1000 kg de Urea, con 80% de rendimiento de reacción.

Ecuación química

2 NH₃  +  CO₂   →   (NH₂)₂CO  +  H₂O

2 mol       1 mol      1 mol             1 mol

34 g         44 g        60 g             18 g

Cálculo de volumen de CO₂ para producir 1000 kg de Urea

Se desean obtener 1000 kg de Urea:

1 × 10⁶ g Urea ×  (1 mol / 60 g ) = 16.667 mol Urea

A partir de 1 mol de CO₂, se produce 1 mol de Urea. Entonces, para producir 16.667 moles de Urea, se requieren 16.667 moles de CO₂.

Con un rendimiento de reacción de 80 %, se requiere:

16667 mol CO₂  ×  (100 / 80 ) = 20.834 mol CO₂

n = 20.834 mol CO₂

T = 350 °C = 273 + 350 = 623 K

P = 35 atm

Usando la ecuación de estado de gases ideales:

P . V = n . R . T

V = (n . R . T) / P

V = (20.834 mol × 0,082 atm. L / K. mol × 623 K) / 35 atm

V = 30.409 L

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