Question

1. En un determinado proceso se sucede la siguiente reacción: 2 Cr2O3 + 3 CS2 = 2 Cr2S3 + 3 CO2 Por cada kilogramo de Cr2O3 se producen 291 gramos de CO2 y salen sin reaccionar 360 gramos de CS2. Determinar: a) El reactivo limitante. b) El grado de finalización. c) El porcentaje en exceso.

Answer 1

La reacción dada es:

2Cr₂O₃+ 3CS₂ ↔ 2 Cr₂S₃ + 3CO₂

- La cual se encuentra balanceada, de acuerdo a ello se requieren 2 moles de Cr₂O₃ para producir 3 moles de CO₂

- El peso molecular de los reactivos y productos son:

PM Cr₂O₃ = 152 g/gmol,

PM CS₂ = 76 g/gmol,

PM Cr₂S₃ = 200 g/gmol

PM CO₂ = 44 g/gmol

- Expresando la reacción en gramos:

2Cr₂O₃+ 3CS₂ ↔ 2 Cr₂S₃ + 3CO₂

2 mol x 152 g/mol + 3 mol x 76 g/mol ↔ 2 mol x 200 g/mol + 3mol x 44 g/mol

304 g Cr₂O₃ + 228 g CS₂ ↔ 400 g Cr₂S₃ +  132 g CO₂

Es decir por cada 304 g de Cr₂O₃  que reaccionen con 228 g de CS₂ , se producen 132 g de CO₂, si la reacción se completa 100%

-Significa que por cada 1 kg (1000 g) de Cr₂O₃, que debe ser producio de CO₂, es:

g CO₂ a producir = 1000 g Cr₂O₃ x 132 g CO₂/304 g Cr₂O₃

g CO₂ a producir = 434. 2 g CO₂

- Como solo se producen 291 g de CO₂, la reacción  no es totalmente completada, siendo el grado de finalización igual a:

% Grado de Finalización = (moles producidos reales/moles teóricos a producir)  x 100

% Grado de Finalización = (291 g CO₂ Producios/44 g/mol / 434.2 g CO₂/ 44 g/mol) x 100

→ Grado de Finalización = 67.02 %

- La cantidad de CS₂ que deben reaccionar con los 1000 g de Cr₂O₃, será:

g CS₂ a reaccionar = 1000 g Cr₂O₃  x 228 g CS₂/304 g Cr₂O₃

g CS₂  a reaccionar = 750 g CS₂

- Es decir, que como de la reacción salen 360 g de CS₂ sin reaccionar, y la cantidad que debe reaccionar es 750 g, la cantidad total disponible será:

g CS₂ disponibles = 750 g + 360 g

→ g CS₂ disponible = 1160 g

- Por tanto, el reactivo limitante es el oxido de cromo (Cr₂O₃)

Y el porcentaje de exceso del CS2, es igual a la cantidad excedente sobre la cantidad disponible por 100:

% Exceso CS₂ = Cantidad en exceso/Cantidad disponible x 100

% Exceso =  360 g CS₂/1160 g CS₂ x 100

→ %Exceso = 31.03 %