El carburo de silicio, un abrasivo ,se obtiene por la reacción del
dióxido de silicio con grafito.
SiO2 + C → SiC + CO
Si se mezclan 377g de SiO2 Y 44,6g de C , encontrar:
a) Reactivo límite
b) Cantidad en gramos del reactivo en exceso
c) Producido teórico del CO.
Respuestas
1) Escribimos las reacción
SiO2 + C = SiC + CO
2) Ajustamos la reacción
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
3) Obtenemos los pesos molares que vamos a necesitar.
SiO2 = (28.1) + 2(16) = 60.1 g/mol
C: 14 g/mol
SiC = 28.1 + 14 = 42.1 g/mol
CO: 14+ 16 = 30g/mol
4) Para relacionar estequiometricamente Carbono (C) y Carburo de Silicio (SiC) debemos de convertir los 25 kg que queremos obtener, a moles, pero antes debemos pasarlos a gramos.
25(1000) = 25000g de SiC
25000g de SiC(1 mol de SiC/42.1 g de SiC)=593.82 moles de SiC
5) Ahora establecemos la relación estequiométrica entre SiC y C.
593.82 moles de SiC( 3 moles de C/1 mol de SiC) = 1781.46 moles de C
6) Los moles que obtuvimos de Carbono debemos pasarlos a gramos usando el peso molar.
1781.46 moles de C (14 g de C/1 mol de C) = 24940.44 g de C
RESPUESTA FINAL AL INCISO a) 24940.44 g de C
b)
Para obtener la presión del monóxido de carbono utilizamos la ecuaciòn de estado de los gases ideales.
Pv=nRT
Donde:
P= Presiòn en atmósferas
v= volumen en Litros
n= moles del compuesto
R= constante de los gases ideales
T= Temperatura en Kelvin
Antes de aplicar la ecuación de los gases ideales debemos saber que conocemos volumen (1 m3), conocemos la temperatura (50°C) y la constante de los gases (R= 0.082 atm•L/mol•K). Nos falta conocer los moles de monóxido de carbono ("n") que se producen, así que procedemos a calcularlos de manera similar al inciso a).
Partimos del dato anterior:
1781.46 moles de C (2 moles de CO/3 moles de C) = 1187.64 moles de CO
Ya conocemos todos los datos, solo falta calcular la presión, pero antes debemos convertir volumen a litros y temperatura a Kelvin.
Volumen: 1 m3 = 1000 L
Temperatura: 50°C +273.15 = 323.15 K
Ahora solo despejamos presión de la ecuación de los gases ideales:
P=(nRT)/v
Sustituimos los datos:
P=[(1187.64 mol de CO)(0.082 atm•L/mol•K)(323.15 K)]/(1000 L)= 31.47 atm
RESPUESTA FINAL INCISO b)
P = 31.47 atmósferas
Espero te sea de ayuda.