Question

En un proceso de obtención del fertilizante urea se han ingresado las siguientes materias primas: A. 1X105 L de CO2 (g) de Densidad d = 1.842 Kg/m3 B. 2X106 L de NH3 (g). d = 0.717 Kg/m3 NH3 + CO2 = CO (NH2)2 + H2O Al Calcular masa en Kg de urea producidos, se tienen;

Answer 1

Primero planteemos la reacción química balanceada:

CO₂ (g) + 2 NH₃ (g) → CO(NH₂)₂ (s) + H₂O (l)

44 g           34 g               60 g              18 g    cantidades estequiométricas

El ejercicio nos brinda los datos tanto del dióxido de carbono como del amoníaco. Eso nos tiene que hacer pensar que hay un reactivo limitante y uno en exceso.

Recordemos que 1 m³ = 1000 L y que d = m/v → d.v = m

Empecemos por el CO₂:

d = 1,842 kg/m³ = 1,842 kg/1000 L  

v = 1 . 10⁵ L

d.v = m → 1,842 kg/1000 L . 1 . 10⁵ L = 184,2 kg = m

Por otra parte, para el amoníaco:

d = 0,717 kg/m³ = 0,717 kg/1000 L  

v = 2 . 10⁶ L

d.v = m → 0,717 kg/1000 L . 2 . 10⁶ L = 1434 kg = m

Si pasamos los gramos de dióxido de carbono y de amoníaco a kilogramos y relacionamos estequiométricamente las cantidades, podremos averiguar cuál de ellos es el reactivo en exceso.

0,044 kg CO₂ ------- 0.034 kg NH₃

184,2 kg CO₂ -------- x = 142,3 kg NH₃ → el amoníaco es el reactivo en exceso, ya que se introducen 1434 kg del mismo, pero se consumen sólo 142,3 kg. Por lo tanto, el CO₂ es el reactivo limitante, con el que calcularemos la cantidad de urea que puede producirse.

0,044 kg CO₂ ------- 0,060 kg urea

184,2 kg CO₂ --------- x = 251,18 kg urea