Question

Sea la siguiente reacción: Al + Fe 2 O 3  → Al 2 O 3  + 2 Fe

Si están presentes 100 gramos de cada uno de los reactivos.
calcular cuál es el limitante,
la cantidad sobrante y
la cantidad de Al 2 O 3  generada.
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Answer 1

Mm(Al) = 27 g/mol

Mm(Fe2O3) = 160 g/mol

Mm(Al2O3) = 102 g/mol

Mm(Fe) = 55.85 g/mol

Promero se calcula el reactivo limitante.

Para esto tanto a Al y Fe2O3 (reactivos) los convertimos a moles, esto con ayuda del factor de conversión:

100 g Al × (1 mol Al / 27 g Al) = 3.7 mol Al

100 g Fe2O3 × (1 mol Fe2O3 / 160 g Fe2O3) = 0.625 mol Fe2O3

El siguiente paso es a tu elección, lo que harás es usar uno de estos valores (los resaltados con negro), estos los usas para hacer operaciones estequiométricas y encontrar si la cantidad excede lo que tenemos o le falta un poco más.

Usaré los 3.7 mol Al.

Para esto se debe corroborar que la ecuación esté balanceada, cosa que no es correcta, la ecuación balanceada sería:

2Al + Fe2O3 -- > Al2O3 + 2Fe

Ahora, al hacer las operaciones estequiométricas nos debemos fijar en los coeficientes para relacionarlo con los moles, en este caso hay 2 moles de Al, por lo que:

3.7 mol Al × (1 mol Fe2O3 / 2 mol Al) = 1.85 mol Fe2O3

Para hacer reaccionar 3.7 mol Al se necesitan 1.85 mol Fe2SO3

Pero nosotros tenemos 0.625 mol Fe2O3, por lo que éste nos limita la producción de más producto, dicho de otra manera, El Fe2O3 es el reactivo limitante.

La cantidad sobrante sale del reactivo limitante.

Es decir, usamos:

0.625 mol Fe2O3 × (2 mol Al / 1 mol Fe2O3) = 1.25 mol Al

Pero se tiene 3.7 mol Al, por lo que restamos:

3.7 - 1.25 = 2.45 mol Al

Lo anterior es el sobrante.

Pasas a gramos:

2.45 mol Al × (27 g Al / 1 mol Al) = 66.15 g Al

Sobró 66.15 g Al

La cantidad de Al2O3 generada se obtiene a partir del reactivo limitante.

0.625 mol Fe2O3 × (1 mol Al2O3 / 1 mol Fe2O3) =0.625 mol Al2O3

Luego:

0.625 mol Al2O3 × (102 g Al2O3 / 1 mol Al2O3)

Se genera 63.75 g Al2O3