Ejercicio estequeometria

Reactivo limitante

1. Para obtener amoníaco, utilizado ampliamente como fertilizante, se deben colocar en un tanque cerrado nitruro de aluminio (AlN) y agua. La reacción de formación es la siguiente:

        AlN + 3 H2O 🡪 NH3 + Al(OH)3 

a) Indicar cuál es la relación estequiométrica en gramos para la reacción (buscar los Ar –pesos atómicos– en la tabla periódica).

b) Si se colocaron 100 Kg. de AlN y 100 Kg. de agua, ¿Qué masa, en kilogramos, de NH3 se produjo? ¿Las cantidades utilizadas corresponden a cantidades estequiométricas? Si la respuesta es no, indicar cuál es el reactivo limitante y el reactivo en exceso. ¿Cuántos kilogramos quedaron sin reaccionar del reactivo en exceso?

Este es el típico planteo de un ejercicio que involucre un reactivo LIMITANTE y otro EN EXCESO… Si revisamos el problema 1b de la serie 1, veremos que en ése caso había un solo dato de un reactivo, mientras que en éste caso hay dos datos de reactivos. La cuestión es decidir cuál de los dos es el reactivo limitante… Entonces, se puede resolver el problema de dos maneras: considerando la cantidad de un reactivo que es necesaria para consumir la cantidad dada del otro reactivo, o viceversa… Es decir:

Del cálculo anterior se desprende que para que reaccionen los 100,0 kg de AlN se necesitan 131,9 kg de H2O, que no tenemos, por cuanto el agua es el reactivo LIMITANTE y el nitruro de aluminio es el reactivo EN EXCESO.

Del mismo modo, si hacemos la cuenta desde la cantidad de agua, tenemos:

En este caso, la interpretación que debemos hacer es que para que se consuman los 100 kg de agua harán falta 75,8 kg de nitruro de aluminio, que sí tenemos y hasta nos sobran 24,2 kg… Entonces, el agua es el reactivo LIMITANTE y el nitruro de aluminio es el reactivo EN EXCESO…

Respecto de la masa en kg de NH3 producido (uno de los productos), debo calcularla basada en el reactivo LIMITANTE (que es el que limita la cantidad de producto a obtener y por ello su denominación).

También puedo realizar la cuenta basada en el reactivo en exceso, pero teniendo en cuenta no la totalidad de la masa sino la que efectivamente reacciona (dada por el reactivo limitante)…

Con lo cual, hemos resuelto el problema…

2. El agua oxigenada se obtiene por reacción de oxígeno e hidrógeno gaseosos, según la siguiente reacción:

        H2 (g) + O2 (g) 🡪 H2O2 (l)

a) Indicar cuál es la relación estequiométrica en gramos para la reacción (buscar los Ar –pesos atómicos– en la tabla periódica).

b) Si se colocaron 250 g de hidrógeno y 100 g de oxígeno, ¿Qué cantidad de moles de H2O2 se produjo? ¿Las cantidades utilizadas corresponden a cantidades estequiométricas? Si la respuesta es no, indicar cuál es el reactivo limitante y el reactivo en exceso. ¿Cuántos gramos quedaron sin reaccionar del reactivo en exceso?

...