Ejemplo de cómo determinar las cantidades de las sustancias reaccionantes y de los productos de reacción

Problema n° 4 de estequiometria - TP01

Enunciado del ejercicio n° 4

Se quieren preparar 3.000 kg de amoníaco a partir de la reacción:

N₂ + 3·H₂ → 2·NH₃

Calcular:

a) Volumen de nitrógeno medido en CNPT necesarios.

b) Masa de hidrógeno necesaria.

m_amoníaco = 3.000 kg

CNPT

La ecuación de formación del anhídrido nítrico es la siguiente:

N₂ + 3·H₂ → 2·NH₃

Calculamos las masas de los moles que intervienen en la reacción en equilibrio:

N₂: 2·14,0067 g = 28,0134 g

3·H₂: 3·2·1,00797 g = 6,04782 g

2·NH₃: 2·(14,0067 g + 3·1,00797 g) = 34,06122 g

N₂	+	3·H₂	→	2·NH₃
28,0134 g	+	6,04782 g	=	34,06122 g

Recordemos que en CNPT el volumen que ocupa un mol de gas es 22,4 litros, por lo tanto:

N₂	+	3·H₂	→	2·NH₃
22,4 l 22,4 l	+ +	3·22,4 l 67,2 l	= =	2·22,4 l 44,8 l

Si 3.000 kg de amoníaco = 3.000.000 g, para calcular el volumen nitrógeno medido en CNPT:

34,06122 g de NH₃	→	22,4 l de N₂
3.000.000 g de NH₃	→	V_nitrógeno

V_nitrógeno = 3.000.000 g de NH₃·22,4 l de N₂÷34,06122 g de NH₃

Resultado (a):

V_nitrógeno = 1.972.918,17 l de N₂

Para calcular la masa hidrógeno:

34,06122 g de NH₃	→	6,04782 g de H₂
3.000.000 g de NH₃	→	m_hidrógeno

m_hidrógeno = 3.000.000 g de NH₃·6,04782 g de H₂÷34,06122 g de NH₃

m_hidrógeno = 532.672,053 g de H₂

Resultado (b):

m_hidrógeno = 532,67 kg de H₂

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.