Necesito ayuda con esto :(
En la producción de amoniaco (como se muestra en la ecuación)
1 N2+ 3 H2= 2 NH3
a)¿Cuál sería la cantidad de moléculas producidas de este producto cuando reaccionan 4 m3 de gas H2 con 23.0 Oz (volumen) de gas N2?. (las densidades del H2 y N2 en estado puro son 9.988 x10-5 g/ml y 1.2506 x 10-3 g/cm3 respectivamente), b) Si el rendimiento de la reacción en la producción del amoniaco fue de un 68.5% ¿Cuál es la cantidad real de esta sustancia que produjo? , c)¿Cuál será la cantidad de moléculas del reactivo que queda en exceso?
Respuestas
Respuesta:
a) 3.6132x10²² moleculas de NH3; b) 0.699 gramos de NH3; c) 1.19x10³⁴ moleculas de H2
Explicación:
Primeramente tenemos que convertir los metros cúbicos de H2 a ml y las Oz de N2 a cm3, luego de esto lo pasamos a gramos con la densidades dadas:
Hidrogeno:
4 m3 x 1000000 ml/1m3 = 4000000 ml de H2 x 9.988x10⁻⁵ g/ml = 4 x 10¹⁰ g de H2.
Nitrogeno:
23 Oz x 29,57 cm3/1 Oz = 680.11 cm3 x 1.2506 x 10⁻³ = 0.85 gramos de N2.
Lo que tocaría ahora es identificar el reactivo limite, haciendo reaccionar todos los gramos de H2 y N2 separadamente:
Hidrogeno:
4 x 10¹⁰ g de H2 x 1 mol de H2/ 2 g de H2 x 2 mol de NH3/3 mol de H2 = 1.33 x 10¹⁰ moles de NH3.
Nitrogeno:
0.85 g de N2 x 1 mol de N2/28 g de N2 x 2 mol NH3/1 mol N2 = 0.06 moles de NH3.
Podemos darnos cuenta que el reactivo limitante es el Nitrogeno, puesto que se forman menos moles de NH3 cuando reacciona por completo. Ahora, estos moles producidos cuando el nitrogeno reacciona por completo, los pasamos a moleculas y así obtendremos la respuesta del inciso a:
0.06 mol NH3 x 6.022x10²³ moleculas/1 mol = 3.6132x10²² moleculas de NH3.
Para el inciso b, solo tenemos que pasar los 0.06 moles de NH3 producidos a gramos y luego multiplicarlo por 0.685.
0.06 moles de NH3 x 17.03 g de NH3/1 mol de NH3 = 1.02 g de NH3 x 0.685 = 0.699 gramos reales de NH3 producidos.
Para el inciso C :
Primeramente calculamos los moles producidos por NH3, luego estos los restamos a los originales que habia:
0.699 g NH3 x 1 mol NH3/17.03 g NH3 x 3 mol H2/ 2 mol NH3 x 2 g H2/1 mol H2 = 0.11 g de H2.
Estos serian los gramos utilizados en la reacción.
Restamos:
4x10¹⁰ g de H2 - 0.11 g de H2 = 4x10¹⁰ g de H2, como podemos ver los gramos utilizados son insignificantes por lo que se redondea a la misma cantidad.
Estos gramos los pasamos a mol y luego a moleculas:
4x10¹⁰ g de H2 x 1 mol de H2/2 gramos H2 = 19841269841.26 mol de H2 x 6.022x10²³ moleculas = 1.19x10³⁴ moleculas de H2. Estas son la cantidad de moleculas del reactivo que queda en exceso.
Espero haberte ayudado :D