Question

NH3 + CO2 -------------> (NH2)2CO + H2O


Supongamos que se mezclan 600 g de NH3 con 1200 g de CO2. P.A.: H=1 g/mol, O=16 g/mol, C=12 g/mol, N=14 g/mol


a) ¿Cuál es el reactivo limitante?


b) ¿Cuántos gramos de urea [(NH2)2CO] se obtendrán?


c) ¿Cuántos gramos de agua se obtendrán?


d) ¿Cantidad de moles del reactivo en exceso?

Answer 1

Se tiene la ecuación química de la reacción de formación de urea y, para cantidades dadas de los reactivos se pide determinar el reactivo limitante y realizar cálculos estequiométricos para determinar cantidades de reactivos usados y productos. Los resultados obtenidos son:

a)  El reactivo limitante es el NH₃

b)  Se obtienen 1058,8 g urea

c)  Se obtienen 317,6 g agua

d)  Se tienen disponibles 27,3 mol CO₂ y reaccionan 17,65 mol. Se tienen 9,65 moles CO₂ en exceso.

2 NH₃  +  CO₂   ------  (NH₂)₂CO  +  H₂O

Se mezclan 600 g NH₃  y 1200 g  CO₂

Peso molecular NH₃ = 14 + 3 = 17 g/mol

Peso molecular CO₂ = 12 + 32 = 44 g/mol

Peso molecular  (NH₂)₂CO = 28 + 4 + 12 + 16 = 60 g/mol

Peso molecular H₂O = 2 + 16 = 18 g/mol

a) De la reacción química tenemos que:

2 moles  NH₃  reaccionan con  1 mol CO₂, entonces:

2 ( 17 ) g NH₃ / 44 g CO₂ = 0,77

Con las cantidades disponibles:

600 g NH₃ / 1200 g CO₂ = 0,50

Entonces, el reactivo limitante es el NH₃.

b) A partir de 2 moles NH₃ (34 g) se produce 1 mol de urea (60 g), entonces:

( 60 g urea / 34 g NH₃ ) × 600 g NH₃ = 1058,8 g urea

c)  De la ecuación química tenemos que:

A partir de 2 moles NH₃ (34 g) se produce 1 mol de agua (18 g), entonces calculamos cuánto se produce a partir de  600 g NH₃:

( 18 g agua / 34 g NH₃ ) × 600 g NH₃ = 317,6 g agua

d) El reactivo en exceso es el CO₂. Tenemos disponible 1200 g, lo que equivale a:

(1200 g CO₂) / (44 g CO₂/ mol) = 27,3 mol CO₂

Se tienen disponibles 27,3 mol CO₂

De la ecuación quimica tenemos que 2 moles de NH₃ reaccionan con 1 mol de CO₂.  Tenemos disponible para reacción 600 g NH₃, lo que equivale a :

600 g NH₃ / 17 g/mol = 35,3 mol NH₃

Podemos calcular cuántos moles de CO₂ reaccionan:

(1 mol CO₂ / 2 mol NH₃ ) ×  35,3 mol NH₃ = 17,65 mol CO₂

Reactivo en exceso (CO₂) que no reacciona =  27,3 mol - 17,65 mol

Reactivo en exceso (CO₂) que no reacciona = 9,65 moles