Question

Ejercicio: Se tiene el proceso químico Redox de interés industrial y aplicación cotidiana, a partir de la ecuación química balanceada para la prueba de alcoholemia realice los cálculos siguientes: Si se hacen reaccionar 50 ml de alcohol de concentración 2.5 Molar, con 75 gramos de Dicromato de Potasio y 100 mL de ácido Sulfurico de densidad 1.84 g/mL, determine cuál es el reactivo limite y la cantidad que se produce de sulfato de cromo en esta reacción. Recordar que: C = mol / V; mol = g / PM ; D = m / v

Answer 1

A partir de la ecuación química que representa la reacción global usada en la prueba de alcoholemia, se pide calcular reactivo limitante y cantidad de sulfato de cromo producido para determinadas cantidades de reactivos (alcohol, dicromato de potasio y ácido sulfúrico). Los resultados obtenidos son: el reactivo limitante es el alcohol y se producen 32,7 g de sulfato de cromo.

Reactivos disponibles:

Alcohol de concentración 2,5 M

75 g dicromato de potasio

100 ml ácido sulfúrico (densidad = 1,84 g/ml)

Ecuación química balanceada:

2 K₂Cr₂O₇  +  8 H₂SO₄  +  3 CH₃CH₂OH      →      2 Cr₂(SO₄)₃  +  2 K₂SO₄ + 3 CH₃COOH  +  11 H₂O

Calculamos moles disponibles de cada reactivo:

Alcohol:

50 ml  × (2,5 mol / L) × ( 1 L / 1000 ml ) = 0,125 mol alcohol

Dicromato de potasio

75 g K₂Cr₂O₇ / Peso molecular = moles K₂Cr₂O₇

moles K₂Cr₂O₇ = 75 g / (294,2 g/mol ) = 0,255 mol dicromato de potasio

Acido sulfúrico

100 ml   × 1,84 g / ml = 184 g H₂SO₄

moles H₂SO₄ = 184 g / Peso molecular

moles H₂SO₄ = 184 g / ( 98 g/mol ) = 1,88 moles ácido sulfúrico

De la ecuación química tenemos que:

2 moles de dicromato de potasio reaccionan con 8 moles de ácido sulfúrico y 3 moles de alcohol para formar 2 moles de sulfato de cromo, entonces con las cantidades de reactivos disponibles tendríamos:

(2 mol Cr₂(SO₄)₃ /2 mol K₂Cr₂O₇) × 0,255 mol K₂Cr₂O₇ = 0,255 mol Cr₂(SO₄)₃

(2 mol Cr₂(SO₄)₃ / 8 mol H₂SO₄) × 1,88 mol H₂SO₄ = 0,47 mol  Cr₂(SO₄)₃

(2 mol Cr₂(SO₄)₃ / 3 mol CH₃CH₂OH) × 0,125 mol CH₃CH₂OH = 0,083 mol  Cr₂(SO₄)₃

Entonces, el reactivo limitante es el alcohol (CH₃CH₂OH) porque es el que produce la menor cantidad de producto.

La cantidad de sulfato de cromo producido es 0,083 mol. Para expresar esta cantidad en gramos, tenemos:

gramos de sulfato de cromo = moles × peso molecular

gramos de sulfato de cromo = 0,083 mol ×  392 g/ mol = 32,7 g