Una muestra de un mineral rico en sulfuro de plata contiene 1,4 g de materia inerte y 2,13 Ag2S, se trata con 1 g de ácido nítrico concentrado, obteniéndose nitrato de plata, monoxido de nitrógeno, azufre elemental y agua, ¿que cantidad de azufre se producirá?
Respuestas
Se producirán 0.24 g de azufre cuando se trata el mineral rico en sulfuro de plata con ácido nítrico concentrado.
Explicación:
La reacción que tiene lugar entre el sulfuro de plata y el ácido nítrico es:
Ag₂S + HNO₃ ⇒ AgNO₃ + NO + S + H₂O
Balanceando la reacción:
3Ag₂S + 8HNO₃ ⇒ 6AgNO₃ + 2NO + 3S + 4H₂O
Las cantidades disponibles de cada reactivo en moles son:
masa de Ag₂S= 2.13 g
MW Ag₂S = 247.8 g/mol
moles de Ag₂S= 2.13 g * (1 mol / 247.8 g) = 8.6 x 10⁻³ mol Ag₂S
masa de HNO₃= 1 g
MW HNO₃ = 63.01 g/mol
moles de HNO₃= 1 g * (1 mol / 63.01 g) = 0.02 mol HNO₃
Se debe determinar el reactivo límite de la reacción para poder calcular cuantas moles de producto se generarán.
Reactivo límite:
Considerando la proporción estequiométrica:
8 mol HNO₃ / 3 mol Ag₂S = 0.02 mol HNO₃ / n(Ag₂S)
n(Ag₂S) = 3*0.02 / 8 = 7.5 x 10⁻³ mol Ag₂S
Reaccionan 7.5 x 10⁻³ moles de Ag₂S y quedan sin reaccionar 1.1 x 10⁻³ moles, mientras que el HNO₃ se consume completamente. Por tanto, el HNO₃ es el reactivo límite.
Cantidad de azufre que se producirá:
Considerando el reactivo límite:
moles de S= 0.02 mol HNO₃ * ( 3 mol S / 8 mol HNO₃) = 7.5 x 10⁻³ mol S
MW S= 32.07 g/mol
masa de S= 7.5 x 10⁻³ mol * 32.07 g/mol= 0.24 g