Question

la galena es un mineral que contiene sulfuro de plomo (II). La tostación (reacción con el oxígeno) produce óxido de plomo (II) y Dióxido de azufre. Calcula el volumen de dióxido de azufre que se obtendrá al tostar 1,00 kg de mineral con 75,0% de riqueza en masa del sulfuro de Plomo (II), si se recoge a 1,00 • 10³ Pa y 400°C. Calcula el volumen de aire que ha sido necesario para completar la reacción. Considera que el aire tiene 21% en volumen de oxígeno. Dato: R= 8,31 J/K mol

Answer 1

El volumen de dióxido de azufre que se obtiene al tostar el mineral es  17.5 m³ y el volumen de aire necesario para completar la reacción es 125.24 m³.

Explicación:

La reacción que tiene lugar es:

2PbS + 3O₂   ⇒    2PbO + 2SO₂

Cantidad de PbS:

masa de PbS= 1.00 kg * 0.75 = 0.75 kg = 750 g

Teniendo en cuenta el peso molecular:

MW PbS= 239.71 g/mol

moles de PbS= 750 g * ( 1 mol / 239.71 g) = 3.13 mol PbS

Cantidad de SO₂ producida:

moles de SO₂= 3.13 mol PbS * ( 2 mol SO₂ / 2 mol PbS) = 3.13 mol SO₂

Para determinar el volumen se utiliza la Ley de los Gases Ideales:

PV= nRT

Dónde:

P= Presión= 1.00 x 10³ Pa

V= Volumen

n= Número de moles= 3.13 mol

R= Constante de los gases= 3.14 m³ Pa / mol K

T= Temperatura= 400 °C + 273 = 673 K

Despejando:

V= nRT / P

V= (3.13 mol) (3.14 m³ Pa / mol K) (673 K) / (1.00 x 10³ Pa)

V= 17.5 m³

Cantidad de oxígeno que reacciona:

moles de O₂= 3.13 mol PbS * ( 3 mol O₂ / 2 mol PbS) = 4.7 mol O₂

Volumen de O₂:

De manera similar al SO₂:

V= nRT / P

V= (4.7 mol) (3.14 m³ Pa / mol K) (673 K) / (1.00 x 10³ Pa)

V= 26.3 m³

Volumen de aire:

Voxígeno = Vaire * Xoxígeno

Vaire= Voxígeno/ Xoxígeno= 26.3 / 0.21

Vaire= 125.24 m³