http://www.matematicaaplicada.info 1 de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 1. Se hacen reaccionar 180g de sulfato férrico con 00g de ioduro de sodio (85% de pureza) obteniéndose 98g de iodo, sulfato ferroso y sulfato de sodio. a) Escribir y balancear la ecuación. b) Cuál es el reactivo limitante? c) Qué cantidad de reactivos en exceso? d) Cuántos gramos de cada reactivo y cada producto se obtienen? e) Cuál es el rendimiento de la reacción? SOLUCIÓN afe SO + bnai di + efeso + fna SO 4 4 Realizando el balance por elemento químico: Fe : a = e 1 S :a = e + f O :1a = 4e + 4 f Na : b = f 4 I : b = d 5 Con base en las proporciones del número de incógnitas que son CINCO (5) y el número de ecuaciones que son CINCO (5). Se encuentran equilibradas y podre asignarle el valor directo a la variable libre d, le asignare un valor a la variable con mayor asociación. Finalmente existen dos ecuaciones que son múltiplos y por lo
http://www.matematicaaplicada.info de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 tanto desequilibra el modelo, son equivalentes la ecuación <> y <>: d = 1 Expresando todas las incógnitas en función de e: a = e 1 a = e 6 Reemplazando el valor asignado anteriormente en la ecuación <5> b b = = d 5 Reemplazando los valores obtenidos hasta el momento y la ecuación <6> en la ecuación <> a = e + f e = e + f e e f = e f = 7 Observando el denominador de las expresiones algebraicas que representan la solución de todas las incógnitas en función de e, concluyo que lo más aconsejable para que las incógnitas den valores enteros es: e = Reemplazando el valor de e en las ecuaciones anteriores, obtendré las magnitudes
de todas las incógnitas: http://www.matematicaaplicada.info de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 a = 1; b = ; d = 1; f = 1 Con base en los valores anteriormente obtenidos, concluyo que la ecuación química tiene el siguiente balance: Fe SO + NaI I + FeSO + Na SO 4 4 4 COMPUESTO PESO MOLECULAR Fe SO 99.885 NaI 149.89 I 5.808 FeSO 151.910 4 Na SO 14.04 4 ( 4 ) ( 4 ) = = 0.450 mol _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ Fe SO4 = 99.885 g _ de _ Fe SO moles _ de _ Fe SO 0.450 mol _ de _ Fe SO Cantidad de iodo sódico puro:
http://www.matematicaaplicada.info 4 de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 00 g _ de _ NaI 85% = 170 g _ de _ NaI _ puro 1 mol _ de _ NaI 170 g _ de _ NaI = 149.89 g _ de _ NaI = 1.14 mol _ de _ NaI moles _ de _ NaI = 1.14 mol _ de _ NaI Con base en las proporciones molares de los reactivos en la ecuación química: COMPUESTO MOL DE ECUACIÓN Fe SO 1 MOL DE ENTRADA 0.450 NaI 1.14 Concluyo que el RECTIVO LÍMITE es el sulfato férrico. 1 mol _ de _ Fe SO4 99.885 g _ de _ Fe SO mol _ de _ NaI 149.89 g _ de _ NaI 1 mol _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ NaI = 14.94 g _ de _ NaI
http://www.matematicaaplicada.info 5 de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 masa _ de _ NaI = 14.94 g _ de _ NaI Exceso _ g _ de _ NaI = 170.000 14.94 Exceso _ g _ de _ NaI = 5.058 1 mol _ de _ Fe SO4 99.885 g _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ I 5.808 g _ de _ I 1 mol _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ I = 114.46 g _ de _ I masa _ de _ I = 114.46 g _ de _ I 1 mol _ de _ Fe SO4 99.885 g _ de _ Fe SO mol _ de _ FeSO 151.910 g _ de _ FeSO 1 mol _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ FeSO 4 4 4
= 16.758 g _ de _ FeSO http://www.matematicaaplicada.info 6 de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 masa _ de _ FeSO = 16.758 g _ de _ FeSO 4 4 4 1 mol _ de _ Fe SO4 99.885 g _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ Na SO 14.04 g _ de _ Na SO 1 mol _ de _ Fe SO 1 mol _ de _ Na SO 4 4 = 6.97 g _ de _ Na SO 4 4 masa _ de _ Na SO = 6.97 g _ de _ Na SO 4 4 COMPUESTO REACTIVOS PRODUCTOS Fe SO 180.000 NaI 14.94 I 114.46 FeSO 16.758 4 Na SO 6.97 4
http://www.matematicaaplicada.info 7 de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 TOTAL 14.94 14.94 El rendimiento de la reacción es: Eficiencia _ de _ la _ reacción masa _ teórica _ de _ I masa _ real _ de _ I 100% 98.000 100% 85.779% 114.46 = Eficiencia _ de _ la _ reacción = 85.779%. Para transformar completamente el fósforo blanco en ácido H PO 4 utilizando ácido nítrico se debe emplear un exceso del 50% de ácido nítrico respecto de la cantidad estequiométrica Qué cantidad (en kg) de ácido nítrico del 5% deberá emplearse para oxidar completamente 10kg de fósforo blanco de acuerdo con la reacción: P + 5HNO + H O H PO + 5NO 4 1 mol _ de _ P 10 Kg _ de _ P 0.97 Kg _ de _ P
http://www.matematicaaplicada.info 8 de 8 Marquetalia, 7 de Noviembre de 011 5 mol _ de _ HNO 6.01 Kg _ de _ HNO 1 mol _ de _ P 1 mol _ de _ HNO =.907 Kg _ de _ HNO masa _ de _ HNO =.907 Kg _ de _ HNO Acido nítrico al 5% de pureza, conduce a que se tengan que utilizar, con base en la cantidad teórica:.907 Kg _ de _ HNO 0.5 = 96.877 Kg _ de _ HNO Con base en que la reacción requiere de un 50% de exceso de ácido nítrico, concluyo con la cantidad exacta de éste reactivo para obtener la oxidación completa del fosforo blanco. ( 1.5) 96.877 Kg _ de _ HNO = 145.15 Kg _ de _ HNO masa _ de _ HNO = 145.15 Kg _ de _ HNO