Buenas noches, mi profesor de Química ama poner ejercicios pesados en el examen a propósito y probablemente incluya el siguiente, no se si alguien pueda ayudarme por favor :( no quiero recursar :(
Respuestas
Problema 4.7.2
a ) Si en la reacción dada, el HF producido no se puede re-utilizar, se pide calcular el Flúor consumido por cada kilogramo de (CF₂) producido.
Asumiendo n=1, tenemos:
CH₂ + 4 CoF₃ → CF₂ + 2 HF + 4 CoF₂ (1)
2 CoF₂ + F₂ → 2 CoF₃ (2)
El CoF₂ producido en la reacción (1) reacciona con flúor para regenerar el CoF₃. Entonces, tenemos que:
Se regeneran 2 moles de CoF₃ usando 1 mol de F ₂ que reacciona con 2 moles de CoF₂ (reacción 2). En la reacción (1) se producen 4 moles de CoF₂, calculemos cuánto fluor necesitamos para la reacción:
2 moles CoF₂ .......... 1 mol F₂
4 moles CoF₂ .......... X
X = 4 moles CoF₂ × 1 mol F₂ / 2 moles CoF₂ = 2 moles F₂
Entonces, tenemos que por cada mol de CF₂ producido, se consumen 2 moles de F₂ :
2 moles de F₂ × 38 g/mol = 76 g F₂ × 1 kg/ 1000 g = 0,076 kg F₂
1 mol de CF₂ × 50 g/mol = 50 g CF₂ × 1 kg/ 1000 g = 0,050 kg F₂
kg de F₂ / kg de CF₂ = 0,076 / 0,050 = 1,52
Se consume 1,52 kg de fluor por cada kg de CF₂ producido.
b ) Si se puede recuperar el HF y usarlo para regenerar el CoF₃ :
2 HF → 2 H + F₂
Para la reacción de regeneración del CoF₃ se requieren 2 moles de F₂ (determinado en a) ). Si recuperamos 1 mol de F₂ a partir del HF producido en (1), entonces se consumirá solo 1 mol de F₂ para la reacción:
Entonces, tenemos que por cada mol de CF₂ producido, se consume 1 mol de F₂ :
1 mol de F₂ × 38 g/mol = 38 g F₂ × 1 kg/ 1000 g = 0,038 kg F₂
1 mol de CF₂ × 50 g/mol = 50 g CF₂ × 1 kg/ 1000 g = 0,050 kg F₂
kg de F₂ / kg de CF₂ = 0,038 / 0,050 = 0,76
Se consume 0,76 kg de fluor por cada kg de CF₂ producido.
Problema 4.7.3
Se dispone de 100 Tons de Carbón con 1% de azufre, entonces tenemos:
100 Tons Carbón × 1 Ton S/ 100 Ton Carbón = 1 Ton S
Masa molar (g/mol) :
NaOH = 40
Ca(OH)₂ = 74
CaCO₃ = 100
S = 32
Tenemos, de las ecuaciones químicas, que 1 mol de S reacciona con 2 moles de NaOH.
Tenemos 1 ton S = 1000 kg azufre
1000 kg S × 1000 g / kg × 1 mol / 32 g = 31.250 mol S
1 mol S reacciona con 2 moles NaOH
31.250 moles S .......... X
X= 31.250 moles S × 2 moles NaOH / 1 mol S = 62.500 moles NaOH
Se requieren 62.500 moles de NaOH para reaccionar con el carbón disponible.
Tenemos que se requiere 1 mol de Ca(OH)₂ para regenerar 2 moles de NaOH, entonces podemos calcular cuánto requerimos para regenerar 62.500 moles NaOH:
(1 mol Ca(OH)₂ / 2 moles NaOH) × 62.500 moles NaOH = 31.250 moles Ca(OH)₂
Calculamos ahora cuánto CaCO₃ necesitamos descomponer para producir 31.250 moles de Ca(OH)₂:
1 mol de CaCO₃ ........... 1 mol Ca(OH)₂
X ........... 31.250 moles Ca(OH)₂
X = 31.250 moles Ca(OH)₂ × (1 mol de CaCO₃/ 1 mol Ca(OH)₂)
X = 31.250 moles CaCO₃
31.250 moles CaCO₃ × 100 g/mol × 1 kg / 1000 g × 1 Ton/ 1000 kg = 3,125 Ton CaCO₃
Se requieren 3,125 Ton de CaCO₃ para suministrar Ca(OH)₂ suficiente para regenerar el NaOH usado en el primer paso.