Question

La primera etapa para la fabricación de ácido nítrico a través del proceso de Ostwald,
consiste en la oxidación del amoníaco con oxígeno del aire para formar monóxido de
nitrógeno y agua. En un proceso industrial se introducen 30 m3 de amoniaco a la
presión de 5X105 Pa y un exceso de aire. Las condiciones a las cuales se lleva a cabo
el proceso son de 802 0C.
a)Escribe la ecuación química que representa esta etapa
b)b) ¿Cuánto de aire se tuvo que insuflar para la reacción, considerado que se
introdujo un 20% de aire en exceso, en el proceso?

Answer 1

Respuesta:

A).- Ver en explicación, B).- 11982.42 moles de aire para la reaccion

Explicación:

Para encontrar el numero de moles de amoniaco se usa la ecuacion de los gases ideales, siendo:

$P=500000 Pa\\V=30 m^3\\R=8.1345 \frac{J}{mol K} \\T=802°C=1075 K$

se aplica esta ecuacion $n=\frac{PV}{RT}$, sustituimos los datos para obtener el numero de moles de amoniaco generados a partir de la presion y volumen dados, siendo 1678.21 moles de amoniaco

La reacción de la primera etapa de Ostwald es:

$4NH_3+5O_2\rightarrow 4NO+6H_2O$

Entonces, tomando en cuenta que se usó un 20% de aire en exceso, se va a hacer una relacion estequiométrica:

1678 moles de $NH_3$*(5 moles de $O_2$/4 moles de $NH_3$ )*4.76 moles de aire/1 mol de oxigeno.

y nos da 9985.35 moles de aire teóricos, es decir, lo requerido

Multiplicamos esta cantidad por 1.2 (ya que se suma la unidad más el exceso que es de 1.2) y se obtienen 11982.42 moles de aire, es decir casi 12000 moles de aire.

*Nota: los 4.76 moles de aire se obtienen a partir de la relacion .79./21 del nitrogeno y del oxigeno, dando 3.76 moles de nitrogeno y sumando el mol de oxigeno, dando 4.76 moles de aire, sin involucrar al resto de componentes del aire atmosferico, pero son solo inertes.

IQ. Julio César Manríquez Soto

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