Question

Qué cantidad de Hierro se produce al reaccionar 75 gramos de óxido de Hierro (III) de pureza 87% con 27 gramos de Carbono de pureza 97%, si el rendimiento de reacción es del 68%.

Fe2O3 + C ──> Fe + CO2

Answer 1

1) Calcula la cantidad de reactivos puros:

óxido de hierro (III) = Fe2O3

75 g de Fe2O3 al  87% => 75 g * 0,87 = 65,25 g de Fe2O3

Carbono

27 g de C al 97% de pureza => 27 g * 0,97 = 26,19 g de C

2) Convierte los gramos puros de cada sustancia a moles, usando la masa molar de cada una.

Fe2O3: 2 * 55,85 g/mol + 3 * 16 g/mol =   159,7 g/mol

número de moles = 65,25 g / 159,7 g/mol = 0,409 mol

C: 12 g/mol

número de moles = 26,19 g / 12 g/mol = 2,183 mol

3) Escribe la ecuación química balanceada y obtén las relaciones estequiométricas molares:

2Fe2O3 + 3C -----> 4Fe + 3CO2

2 mol Fe2O3 : 3 mol C : 4 mol Fe

4) Determina el reactivo limitante

relación estequiométrica: 3 mol C / 2 mol Fe2O3 = 1, 5

relación actual: 2,183 mol C / 0,409 mol Fe2O3 = 5,33

Por tanto, hay más C de lo requerido para reaccionar con 0,409 mol de Fe2O3 y el Fe2O3 es el reactivo limitante.

5)  Determina la cantidad de Fe producida a partir de 0,409 mol de Fe2O3

4 mol Fe / 2 mol Fe2O3 * 0,409 mol Fe2O3 =0,818 mol Fe.

6) Ajusta por el rendimiento de la reacción de 68%

0,818 *  68% = 0,55624 mol de Fe

7) Transforma a gramos multiplicando por la masa atómica del Fe

0,55624 mol Fe * 55, 85 g/mol =  31,07 g de Fe

Respuesta: 31,07 g de hierro.