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%.

Para la siguiente reacción:

Fe2O3 + C → Fe + CO2

Answer 1

1) Calcula la cantidad de sustancia pura en cada reactivo:

Fórmula molecular del óxido de hierro (III): Fe2O3

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

Carbono: C

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

2) Calcula los moles de cada sustancia a moles, usando la masa molar de cada una.

Fe2O3: 2 * 56 g/mol + 3 * 16 g/mol =   160 g/mol

número de moles = 65,25 g / 160 g/mol = 0,408 mol

C: 12 g/mol

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

3) Obtén las relaciones estequiométricas, a partir de la ecuación química balanceada:

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

relación de los reactivos presentes: 2,183 mol C / 0,408 mol Fe2O3

Se ve que la cantidad de Fe2O3 presente es menor a la requerida para que reaccione toto el.C, por ello, el Fe2O3 se agotará completamente.

5)  Determina la cantidad de Fe producida a partir de 0,408 mol de Fe2O3

4 mol Fe / 2 mol Fe2O3 * 0,408 mol Fe2O3 =0,816 mol Fe.

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

0,816 *  68% = 0,555 mol de Fe

7) Transforma 0,555 mol de Fe a gramos, multiplicando por la masa atómica del Fe

0,555 mol Fe * 56 g/mol =  31,08 g de Fe

Respuesta: 31,08 g de hierro.