Question

Una de las reacciones que ocurre en un horno de fundición cuando un mineral de hierro es convertido en hierro, se representa por la siguiente ecuación: óxido férrico + monóxido de carbono = hierro + dióxido de carbono Se hacen reaccionar 20 gramos de óxido férrico con 10 Litros de monóxido de carbono a condiciones normales. Calcular a) Reactivo Limite b)Reactivo en Exceso c) gramos de hierro que se obtienen d) Litros de dióxido de carbono
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Answer 1

Respuesta:

Se produce 0,015kg de hierro y 9,79L de dióxido de carbono.

Debes hacer reaccionar 1,43kg de Fe₂O₃ para producir 1kg de Fe.

Resolución

Datos:

Masa molar Fe₂O₃: 159,7g/mol

Masa molar CO: 28g/mol

Masa atómica Fe: 55,85g/mol

Masa molar CO₂: 44g/mol

Densidad CO: 1,14kg/m³

Densidad CO₂: 1,842kg/m³

Reacción de fundición del mineral hierro:

                         Fe₂O₃      +      3CO      →       2Fe     +       3CO₂

inicio                  2ton                10L                    ?                   ?

Determinamos los moles de los reactivos:

mol Fe₂O₃ = 2ton * (1000kg/1ton) * (1000g/1kg) * (1mol/159,7g)

mol Fe₂O₃ = 12523,5mol

mol CO = 10L * (1,14kg/m³) * (1m³/1000L) * (1000g/1kg) * (1 mol/ 28g)

mol CO = 0,41mol

Determinamos reactivo límite:

mol CO = 0,41mol CO * (1mol Fe₂O₃/3mol CO)

mol CO  = 0,14mol Fe₂O₃ necesarios

mol necesarios Fe₂O₃ < mol disponibles de Fe₂O₃

Reactivo límite: CO

0,41mol de CO reaccionan con 0,14mol de Fe₂O₃

Determinación de cantidad de productos:

mol Fe = 0,41mol CO * (2mol Fe/3mol CO)

mol Fe = 0,27mol Fe

kg Fe = 0,27mol Fe * (55,85g/mol) * (1kg/1000g)

kg Fe = 0,015kg Fe producidos

mol CO₂ = 0,41mol CO * (3mol CO₂/3mol CO)

mol CO₂ = 0,41 mol CO₂

L CO₂ = 0,41 mol * (44g/mol)* (1m³/1,842kg) * (1000L/1m³) * (1kg/1000g)

L CO₂ = 9,79L

                                              TABLA

                         Fe₂O₃      +      3CO      →       2Fe     +       3CO₂

inicio                  2ton                10L

mol inicio          12523,5           0,41

mol reacción     -0,14              -0,41  

mol final           12523,36           0                     0,27               0,41

final                  1,99ton              0L                  0,015kg           9,79L

Se produce 0,015kg de hierro y 9,79L de dióxido de carbono.

Pregunta 2

Fe₂O₃      +      3CO      →       2Fe     +       3CO₂

 ?                                           1kg

Determinamos moles de producto:

mol Fe = 1kg Fe * (1 mol/55,85g) * (1000g/1kg)

mol Fe = 17,9mol Fe producidos

Determinamos moles de reactivo necesario:

mol  Fe₂O₃ = 17,9mol Fe * (1mol  Fe₂O₃ / 2mol Fe)

mol  Fe₂O₃  = 8,95mol  Fe₂O₃  necesarios

kg  Fe₂O₃ = 8,95mol * (159,7g/mol) * (1kg/1000g)

kg  Fe₂O₃ = 1,43kg de Fe₂O₃  

Debes hacer reaccionar 1,43kg de Fe₂O₃ para producir 1kg de Fe.

Espero haberte ayudado!

Explicación: