El ácido sulfúrico reacciona con el hierro para dar sulfato férrico e hidrógeno. Se tienen 196 g de ácido sulfúrico y 150 g de hierro que se mezclan para dar lugar a la reacción. Determinar:
a) El reactivo limitante.
b) Los gramos de reactivo que no reaccionan.
Resp:
a) Ácido sulfúrico;
b) Fe = 75.33 g
Respuestas
⭐Respuesta: Reactivo limitante es el ácido sulfúrico, los gramos de hierro que no reaccionan son 75,54 gramos.
- Para resolver este ejercicio es necesario escribir la ecuación química balanceada, para ello existen muchos métodos de balanceo, lo importante es que exista la misma cantidad de átomos de todos los elementos involucrados tanto del lado de los reactivos como de los productos, en este caso sería:
3 H₂SO₄ + 2 Fe ⇒ Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂.
- El siguiente paso es convertir los gramos de los reactivos a moles, para ello se emplea la masa molar de los compuestos:
Ácido sulfúrico: 196 g * (1 mol / 98,08 g) = 2 mol H₂SO₄.
Hierro: 150 g * (1 mol / 55,845 g) = 2,686 mol Fe.
- Para identificar el reactivo limitante se dividen los moles de los compuestos entre el coeficiente estequiométrico de la ecuación química balanceada, el que de un menor valor es el reactivo limitante:
Ácido sulfúrico: 2 / 3 = 0,666
Hierro: 2,686 / 2 = 1,343.
Por lo tanto el reactivo limitante es el ácido sulfúrico.
- El siguiente paso es calcular la cantidad de hierro que reacciona con todo el ácido sulfúrico, para ello, se calculan los moles de hierro que reaccionan empleando los coeficientes estequiometricos de la ecuación química balanceada, en este caso, se tiene que por cada 3 moles de ácido sulfurico se consumen 2 moles de hierro, entonces:
2 mol H₂SO₄ * (2 mol Fe / 3 mol H₂SO₄) = 1,333 mol Fe consumidos.
- El siguiente paso es convertir los moles de hierro consumidos a gramos, para lo cual se emplea la masa molar:
1,333 mol Fe * (55,845 g / 1 mol) = 74,46 g Fe consumidos.
- Finalmente se restan los gramos iniciales menos los consumidos para conseguir los gramos de Fe que no reaccionan:
150 g - 74,46 g = 75,54 g Fe sin reaccionar
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