Question

¿Cuántos kilogramos de hierro se puede obtener como máximo, a partir de 400 kg de Fe2O3,
si el proceso de reducción catalítica se lleva a cabo a 1500°C y a 1,2 atm en un recipiente de
5 metros cúbicos?
Datos de masas molares (g/mol): O = 16; Fe = 56
a) 140 kg
b) 280 kg
c) 560 kg
d) 56 kg

Answer 1

A partir de la reducción catalítica  del Fe203 se obtiene Fe304  y CO gaseoso que se desprende

Considerando comportamiento ideal la ecuación de estado es

p*V= nRT

Datos

m= 400 g

PM  

2 átomos Fe * 56 g/mol =  112 g/mol

3 átomos O * 16 g/mol    =     48 g/ mol

 PM Fe2O3                           160  g/mol

mol= m /PM

mol=  400 g /160 g/ mol

mol= 2.5

 

 3 Fe203 + C ------> 2 Fe304 + CO g desprende

3 mol de Fe2O3 -------- 1 mol CO

2.5 mol    Fe2O3  -------    x mol

xmol= 2.5 mol    Fe2O3 * 1 mol CO /3 mol de Fe2O3

xmol= 0.83333 mol

n= p*V/RT

n= 1.2 atm * 5000L/0.082 atm *L/K*mol  * (1500+273)

n= 6000/145.386 = 41.269

nCO= 41.269

mCO=  41.269/( 12,0107 +16)    

3 mol  Fe2O3    ---- 1 mol CO

     x mol         -------    41.269 mol

 x mol = 41.269/3= 13.75 mol CO gaseoso

Según la reacción catalítica

2.5 mol    ---x mol

3 mol      -----2 mol

1.67  mol Fe3O4

1.67 *3* 56= 280 kg  hierro en la molécula por lo cual la respuesta es la b