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(1)

1. Se hacen reaccionar 180g de sulfato férrico con 200g

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

(

)

2 4 3 2 4 2 4

aFe SO

+

bNaI

dI

+

eFeSO

+

fNa SO

Realizando el balance por elemento químico:

: 2

1

: 3

2

:12

4

4

3

:

2

4

:

2

5

Fe

a

e

S

a

e

f

O

a

e

f

Na b

f

I b

d

=

= +

=

+

=

=

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

(2)

tanto desequilibra el modelo, son equivalentes la ecuación <2> y <3>:

1

d

=

Expresando todas las incógnitas en función de e:

2

a

=

e

1

6

2

e

a

=

Reemplazando el valor asignado anteriormente en la ecuación <5>

2

5

b

=

d

2

b

=

Reemplazando los valores obtenidos hasta el momento y la ecuación <6> en la ecuación <2>

3

a

= +

e

f

2

3

2

e

e

f

 

= +

 

 

3

7

2

2

e

e

f

=

− → =

e

f

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:

2

e

=

(3)

de todas las incógnitas:

1;

2;

1;

1

a

=

b

=

d

=

f

=

Con base en los valores anteriormente obtenidos, concluyo que la ecuación química tiene el siguiente balance:

(

)

2 4 3

2

2

2

4 2 4

Fe SO

+

NaI

→ +

I

FeSO

+

Na SO

COMPUESTO PESO MOLECULAR

(

)

2 4 3

Fe SO

399.885

NaI

149.893

2

I

253.808

4

FeSO

151.910

2 4

Na SO

142.043

(

)

2

(

(

4 3

)

)

2 4 3 2 4 3

1

_

_

180 _

_

399.885 _

_

mol de Fe SO

g de Fe SO

g

de Fe SO

×

=

( )

2 4 3

0.450

mol de Fe SO

_

_

=

( )

( )

2 4 3 2 4 3

_

_

0.450

_

_

moles de Fe SO

=

mol de Fe SO

(4)

200 _

g de NaI

_

×

85% 170 _

=

g de NaI

_

_

puro

1

_

_

170 _

_

149.893 _

_

mol de NaI

g de NaI

g de NaI

×

=

1.134

mol de NaI

_

_

=

_

_

1.134

_

_

moles de NaI

=

mol de NaI

Con base en las proporciones molares de los reactivos en la ecuación química:

COMPUESTO

MOL DE

ECUACIÓN

MOL DE

ENTRADA

(

)

2 4 3

Fe SO

1

0.450

NaI

2

1.134

Concluyo que el RECTIVO LÍMITE es el

sulfato férrico.

(

)

2

(

(

4 3

)

)

2 4 3 2 4 3

1

_

_

180 _

_

399.885 _

_

mol de Fe SO

g de Fe SO

g

de Fe SO

×

×

(

)

2 4 3

2

_

_

149.893 _

_

1

_

_

1

_

_

mol de NaI

g

de NaI

mol de Fe SO

mol de NaI

×

×

=

134.942 _

g de NaI

_

(5)

_

_

134.942 _

_

masa de NaI

=

g de NaI

_

_

_

170.000 134.942

Exceso g de NaI

=

_

_

_

35.058

Exceso g de NaI

=

(

)

2

(

(

4 3

)

)

2 4 3 2 4 3

1

_

_

180 _

_

399.885 _

_

mol de Fe SO

g de Fe SO

g

de Fe SO

×

×

(

2

)

2 2 4 3 2

1

_

_

253.808 _

_

1

_

_

1

_

_

mol de I

g

de I

mol de Fe SO

mol de I

×

×

=

2

114.246 _

g de I

_

=

2 2

_

_

114.246 _

_

masa de I

=

g de I

(

)

2

(

(

4 3

)

)

2 4 3 2 4 3

1

_

_

180 _

_

399.885 _

_

mol de Fe SO

g de Fe SO

g

de Fe SO

×

×

(

4

)

4 2 4 3 4

2

_

_

151.910 _

_

1

_

_

1

_

_

mol de FeSO

g

de FeSO

mol de Fe SO

mol de FeSO

(6)

4

136.758 _

g

de FeSO

_

=

4 4

_

_

136.758 _

_

masa de FeSO

=

g

de FeSO

(

)

2

(

(

4 3

)

)

2 4 3 2 4 3

1

_

_

180 _

_

399.885 _

_

mol de Fe SO

g de Fe SO

g

de Fe SO

×

×

(

2 4

)

2 4 2 4 3 2 4

1

_

_

142.043 _

_

1

_

_

1

_

_

mol de Na SO

g de Na SO

mol de Fe SO

mol de Na SO

×

×

=

2 4

63.937 _

g de Na SO

_

=

2 4 2 4

_

_

63.937 _

_

masa de Na SO

=

g de Na SO

COMPUESTO

REACTIVOS

PRODUCTOS

(

)

2 4 3

Fe SO

180.000

NaI

134.942

2

I

114.246

4

FeSO

136.758

2 4

Na SO

63.937

(7)

TOTAL

314.942

314.942

El rendimiento de la reacción es:

2 2

_

_

_

_

_

_

100%

_

_

_

Eficiencia de la reacción

masa teórica de I

masa real de I

×

98.000

100%

85.779%

114.246

×

=

_

_

_

85.779%

Eficiencia de la reacción

=

2. Para transformar completamente el fósforo blanco en

ácido H

3

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 35% deberá emplearse para oxidar

completamente 10kg de fósforo blanco de acuerdo con

la reacción:

3 2 3 4

3

P

+

5

HNO

+

2

H O

3

H PO

+

5

NO

1

_

_

10

_

_

30.973

_

_

mol de P

Kg de P

Kg de P

×

×

(8)

3 3 3

5

_

_

63.013

_

_

1

_

_

1

_

_

mol de HNO

Kg de HNO

mol de P

mol de HNO

×

×

=

3

33.907

Kg de HNO

_

_

=

3 3

_

_

33.907

_

_

masa de HNO

=

Kg de HNO

Acido nítrico al 35% de pureza, conduce a que se tengan que utilizar, con base en la cantidad teórica: 3 3

33.907

_

_

96.877

_

_

0.35

Kg de HNO

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

_

_

3

=

145.315

Kg de HNO

_

_

3

3 3

_

_

145.315

_

_

Referencias

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