1. Una de las reacciones primarias en la refinación del hierro, en un alto horno, es la del óxido férrico o hematita con el monóxido de carbono la ecuación balanceada para la reacción es : Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 Cual será el rendimiento de la reacción si a partir de la combinación de 250 gramos de oxido de hierro de 20 % de pureza, con 300 gramos de oxido de carbono (II) cuya pureza es del 25 %, se forman 15 gramos de hierro.
Respuestas
Se tiene la reacción quimica entre oxido férrico y monóxido de carbono y para cantidades dadas de los reactivos y producto (Fe) , se pide calcular el rendimiento de la reacción. El resultado es:
Rendimiento de la reacción: 43%
Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂
Peso molecular Fe₂O₃ = 159,7 g /mol
Peso molecular CO = 28 g/mol
Se tienen:
250 g Fe₂O₃ 20 % de pureza ... calculamos Fe₂O₃ disponible:
( 250 × 20 ) / 100 = Fe₂O₃ disponible
Fe₂O₃ disponible = 50 g
300 gramos de CO 25 % pureza
calculamos g CO disponible:
( 300 × 25 ) / 100 = CO disponible
CO disponible = 75 g
Entonces, tenemos 50 g Fe₂O₃ y 75 g CO para la reacción.
De la ecuación química, tenemos que: 1 mol de Fe₂O₃ reacciona con 3 mol de CO, entonces:
1 ( 159,7 g ) Fe₂O₃ reaccionan con 3 ( 28 ) g CO. Podemos calcular la proporción Fe₂O₃ / CO en la reacción:
159,7 g Fe₂O₃ / 84 g CO = 1,9
Calculamos la proporción Fe₂O₃ / CO con las cantidades disponibles y tenemos:
50 g Fe₂O₃ / 75 g CO = 0,67
El reactivo limitante es el Fe₂O₃
Calculamos ahora cuánto Fe debería producirse con la cantidad disponible de Fe₂O₃ ( 50 g):
159,7 g Fe₂O₃ ----------- 2 (55,8 ) g Fe
50 g Fe₂O₃ --------------- X
X = (50 g Fe₂O₃ × 2 (55,8 ) g Fe ) / 159,7 g Fe₂O₃
X = 34,94 g Fe
Deberian producirse 34,94 g Fe con la cantidad de Fe₂O₃ disponible y sabemos que se producen realmente 15 g de Fe. Calculamos el rendimiento de la reacción:
Rendimiento de reacción = (15 g Fe / 34,94 g Fe) × 100 = 43 %