Una reacción secundaria en el proceso de fabricación del rayón a partir de pulpa de madera es 3CS2 + 6NaOH →2Na2CS3 + Na2CO3 + 3H2O, en la reacción de 105 mL de CS2 líquido de densidad 1.26g/mL y 120g de NaOHa. ¿Cuál es el reactivo límite? b. ¿Cuántos gramos de Na2CS3 se producen? c. ¿Cuántos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?
Respuestas
Respuesta dada por:
10
- Tal como lo menciona el enunciado la reacción secundaria del proceso de fabricación del rayón esta dada por:
3CS₂ + 6NaOH → 2Na₂CS₃ + Na₂CO₃ + 3H₂O
- Para determinar la masa o gramos de cada uno de los reactivos y productos que intervienen en la reacción a partir del número de moles de cada compuesto (n) se requiere conocer el Peso Molecular (PM) de cada uno de los compuestos anteriores:
PM CS₂ = 76 g/mol
PM NaOH = 40 g/mol
PM Na₂CS₃ = 154 g/mol
PM Na₂CO₃ = 106 g/mol
PM H₂O = 18 g/mol
3 mol x 76 g/mol + 6 mol x 40 g/mol → 2 mol x 154 g/mol + 1 mol x 106 g/mol + 3 mol x 18 g/gmol
228g CS₂ + 240g NaOH → 308g Na₂CS₃ + 106g Na₂CO₃ + 54g H₂O
- De acuerdo a la reacción dada se requiere 228 g CS₂ y 240g NaOH, para obtener 308g de Na₂CS₃. Ahora la masa (m) que se tiene disponible en el volumen (V) de 105 ml de CS₂ que tiene una densidad (ρ) igual a 1.26 g/ml, es igual a:
ρ = m/V ⇒ m = ρ x V ⇒ m CS₂ = 1.26 g/ml x 105 ml ⇒ m CS₂ = 132.3 g
- a) Como se tienen disponibles 120 g de NaOH (que representa el 50% de los 240 g que se requieren según la reacción), se requieren 114 g de CS₂ (el 50% de los 228 g que indica la reacción) y se tienen disponibles 132.3 g de CS₂, esto significa que el reactivo limitante es el NaOH.
- b) Con 132.3 grs de CS₂ y 120 g de NaOH que se tienen disponibles para la reacción, se producirán los siguientes gramos de Na₂CS₃:
Con 240 g de NaOH → se producen 308 g de Na₂CS₃
Con 120 g de NaOH → se producirán X g de Na₂CS₃
X = (308g de Na₂CS₃ x 120g de NaOH)/ 240g de NaOH =154 g de Na₂CS₃
-c) Como se menciono antes con 120 g de NaOH que se tienen disponibles solo reaccionarán 114 g de CS₂ (Es decir, el 50% de lo que se requiere según la reacción dada). Entonces para determinar la cantidad de CS₂ que se tiene en exceso se restan de los 132.3 g disponibles los gramos de CS₂ que reaccionan:
Exceso de CS₂ = 132.3 g - 114 g = 18.3 g de CS₂
3CS₂ + 6NaOH → 2Na₂CS₃ + Na₂CO₃ + 3H₂O
- Para determinar la masa o gramos de cada uno de los reactivos y productos que intervienen en la reacción a partir del número de moles de cada compuesto (n) se requiere conocer el Peso Molecular (PM) de cada uno de los compuestos anteriores:
PM CS₂ = 76 g/mol
PM NaOH = 40 g/mol
PM Na₂CS₃ = 154 g/mol
PM Na₂CO₃ = 106 g/mol
PM H₂O = 18 g/mol
3 mol x 76 g/mol + 6 mol x 40 g/mol → 2 mol x 154 g/mol + 1 mol x 106 g/mol + 3 mol x 18 g/gmol
228g CS₂ + 240g NaOH → 308g Na₂CS₃ + 106g Na₂CO₃ + 54g H₂O
- De acuerdo a la reacción dada se requiere 228 g CS₂ y 240g NaOH, para obtener 308g de Na₂CS₃. Ahora la masa (m) que se tiene disponible en el volumen (V) de 105 ml de CS₂ que tiene una densidad (ρ) igual a 1.26 g/ml, es igual a:
ρ = m/V ⇒ m = ρ x V ⇒ m CS₂ = 1.26 g/ml x 105 ml ⇒ m CS₂ = 132.3 g
- a) Como se tienen disponibles 120 g de NaOH (que representa el 50% de los 240 g que se requieren según la reacción), se requieren 114 g de CS₂ (el 50% de los 228 g que indica la reacción) y se tienen disponibles 132.3 g de CS₂, esto significa que el reactivo limitante es el NaOH.
- b) Con 132.3 grs de CS₂ y 120 g de NaOH que se tienen disponibles para la reacción, se producirán los siguientes gramos de Na₂CS₃:
Con 240 g de NaOH → se producen 308 g de Na₂CS₃
Con 120 g de NaOH → se producirán X g de Na₂CS₃
X = (308g de Na₂CS₃ x 120g de NaOH)/ 240g de NaOH =154 g de Na₂CS₃
-c) Como se menciono antes con 120 g de NaOH que se tienen disponibles solo reaccionarán 114 g de CS₂ (Es decir, el 50% de lo que se requiere según la reacción dada). Entonces para determinar la cantidad de CS₂ que se tiene en exceso se restan de los 132.3 g disponibles los gramos de CS₂ que reaccionan:
Exceso de CS₂ = 132.3 g - 114 g = 18.3 g de CS₂
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