Question

9. Se hace reaccionar por combustión 200 mL de alcohol etílico (densidad 0,789 g/mL) con 0,34 mol de oxígeno. Si la reacción química tuvo una efectividad del 70%, determine el rendimiento real para en dióxido de carbono en litros del gas (densidad 1,84 Kg/m3):

Answer 1

1) Reacción quimica

C2H5OH + 3O2 ---> 2CO2 + 3H2O

2) relaciones molares teóricas (estequiométricas)

1 mol C2H5OH : 3 mol O2 : 2 mol CO2 : 3 mol H2O

3) Convierte 200 mL de alcohol etílico (densidad 0,789 g/mL) a moles:

densidad = masa / volumen => masa = densidad * volumen

masa = 0,789 g/ml * 200 ml = 157,8 g

número de moles = masa en gramos / masa molar

masa molar de C2H5OH = 2 * 12g/mol + 6*1g/mol + 16g/mol = 46 g/mol

número de moles = 157,8 g / 46 g/mol = 3,43 mol

4) moles de oxigeno: 0,34 mol de oxígeno.

5) Si la reacción química tuvo una efectividad del 70%, determina el reactivo limitante y calcula el resultado teórico para luego aplicar el rendimiento del 70%

[1 mol C2H5OH / 3 mol O2] vs [3.43 mol C2H5OH /  0,34 mol O2] => el reactivo limitante (se consume completamente) es el O2.

Por tanto, la producción teórica es: 0.34 mol O2 * [2 mol CO2 / 3 mol O2] = 0.227 mol CO2.

Aplicando el 70% se obtiene: 0.227 mol CO2 * 70% = 0.1587 mol CO2

Convierte los moles a gramos usando la masa molar del CO2.

masa molar CO2 = 12 g/mol + 2*16 g/mol = 44 g/mol

=> masa de CO2 = 0.1587 mol * 44 g/mol = 6,98 g

Convierte la masa a volumen usando la densidad 1,84 kg/m3

1,84 kg/m^3 = 1,84 g / l

=> d = m/v => v = m/d = 6,98g / 1,84 g/l = 3,79 l

Respuesta: 3,79 l