6). En la industria, el vanadio metálico, que se utiliza en aleaciones con acero, se puede obtener por la reacción del óxido de vanadio(V) con calcio, a temperatura elevada:
5Ca+ V2O5 → 5CaO + 2V
Durante un proceso determinado 1,54 x 103 g de V2O5 reaccionan con 1960 g de Ca. a) Calcule el rendimiento teórico de V.
b) Calcule el porcentaje del rendimiento si se obtienen 803 g de V.
Respuestas
Se deberían producir 999,6 g de V a partir de los reactivos disponibles y se tiene un 80,3 % de rendimiento de reacción para la cantidad dada de V producido.
Ecuación química:
5 Ca + V₂O₅ → 5 CaO + 2 V
a) 1,54 × 10³ g de V₂O₅ reaccionan con 1960 g de Ca
se dispone de los reactivos:
V₂O₅ = 1540 g / (181,88 g/mol) = 8,47 moles
Ca = 1960 g / (40 g/mol) = 49 moles
De la ecuación química: 1 mol de V₂O₅ reacciona con 5 moles de Ca.
moles Ca/moles V₂O₅ = 5/1 = 5
De los reactivos disponibles:
moles Ca/ moles V₂O₅ = 49/ 8,47 = 5,78
El reactivo limitante es el Ca.
Calculamos cuánto V se produce (teórico):
( 2 moles V/ 5 moles Ca ) × 49 moles Ca = 19,6 moles V (teórico)
Masa molar de V = 51 g/mol
19,6 moles × 51 g/mol = 999,6 g
Se deben producir 999,6 g de V a partir de los reactivos disponibles.
b) % rendimiento de reacción si se producen 803 g de V
% rendimiento = ( V producido / V producido (teórico) ) × 100
% rendimiento = ( 803 g / 999,6 g ) × 100 = 80,3 %
Para información relacionada a este tema:
https://brainly.lat/tarea/13980162
a) En el proceso presentado y los reactivos suministrados se debe obtener un rendimiento teórico de 86,57% lo cual indica una masa de 996,48 g de V
b). El porcentaje de rendimiento cuando se obtienen 803 g de V es del 80,58 %.
Para la reacción indicada en este proceso se abordan las relaciones estequiometrica especificadas por los coeficientes de la ecuación
1) Datos
moles disp Ca= masa/Molecular
moles disp Ca = 1960 g/ 40,078 mol
mol disp Ca= 98,90 mol
mol disp de V2O5= 1540 g/181,89 g/ mol
mol disp V2O5=8,47 mol
Trabajando con Ca y V
Se cumple 5 mol Ca ------- 2 mol V
48,9 mol Ca ------ x mol V
x mol V= 48,9*2/5= 19,56 mol
masa V= 19,56 mol*50,945 g/mol
masa V=996,48 g
Trabajando con V2O5 y V
1 mol V2O5 ------- 2mol V
8,47 mol V2O5------ x mol V
x mol V=8,47*2/1=16,93 mol
*Reactivo limitante es el V2O5*
masa real prod=16,934 mol*50,945g/mol
masa real prod= 862,7 g de V
V producido con Ca 996,48 g
Los 19,56 mol de V producidos con todo el Ca requiere en relación a V2O5 lo siguiente
1 mol V2O5-------2mol V
x mol V2O5----- 19,56 mol V
x =9,78mol V2O5
9,78 = mol necesario para consumir el Ca
8,47 = mol disponible
Rendimiento%=(8,467/9,78)*100
Rendimiento%=86,57%
B) mol V= m/ Molecular
mol V= 803 g/50,945 g/ mol
mol V= 15,762
1 mol V ------ 0,5 mol V2O5
15,76mol ----- x
x=0,5*15,762/1=7,88 mol V2O5
%Rendimiento=(7,88/9,78)* 100
%Rendimiento= 80,58
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