UNIVERSIDAD AUTÓNOMA JUAN MISAEL SARACHO FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERAS DE INGENIERÍA QUÍMICA - INGENIERÍA DE ALIMENTOS CATEDRA DE QU QUÍMI ÍMICA GENERAL QMC011 o EXAMEN FINAL 2 ME MESA 16 d J!"#o d" 2010 No$%&' CI' No()' 1.- El ácido sulfúrico se utiliza para producir industrialmente sulfato de amonio. La ecuación que representa este proceso es:
Si se utilizan 500 litros de amoniaco gaseoso en condiciones normales y cinco litros de ácido sulfúrico (densidad !"#0$% g&ml y '0 en masa): a) *+uál de los reacti,os es el limitante) *+uántos /ilogramos de sulfato de amonio se otienenc) *u1 ,olumen de ácido sulfúrico $2 ser3a necesario para que reaccionara estequiom1tricamente con medio metro cúico de amoniaco en condiciones normales-
R*2NH+ ,. 2(17 g)
/
H2SO ,). ----- (98 g)
,NH.2SO ,). (132 g)
a).- Det. de Reactivo Limintante:
NH+ 3 Se dispone de 500 it!os de amon"aco gaseoso. E4 o4d##o45 4o&$)"5 d &5#74 8 ($&)(!&)9 1 $o" d !)":!#& )5 o!) 229 "#(&o5' 1$o" 1$o" ------------- 229 229 "#(&o5 &o5 ; -------- <00 "#(&o5 === ; = 22*+2 $o" d NH+ --------1+2 ,NH.2SO --------; === ; = $,NH.2SO>NH+ = 1473.2 g prod./NH3
2 $o" NH+ 22*+2 $o" H2SO 3 Se dispone de 5 it!os de #cido s$%&!ico concent!ado a '0 * + 1.3028 g,m. ∴
? = $>V ⇒
∴
6< 1 ;
B@ H2SO 260<*6 G
3
$ = ?V
------ 100 ------ 0
$H2SOo4* = ,1*+02@ >$".,<000 $". = 6<1 ===
----- 1+2 ,NH.2SO ----; ===
; = $H2SO!&o = 260<*6 ; = $,NH.2SO>H2SO = +<0B*6 &od>H2SO
El reactivo limitante es el Amoníaco Amoníaco
L) $;#$) )4(#d)d d &od!(o :! 5 !d o%(4& #4 d#4#d) o& " &)(#o "#$#()4(9 o& ()4(o 5 (#4' $,NH.2SO = 1473.2 g b).-
c).- Md#o $(&o %#o :!#)" ) <00 "#(&o59 o& ()4(o ") )4(#d)d d )$o4)o 5 ") $#5$) :! ") d"
#4#5o )4(&#o& d 5( $odo9 )"#)4do &") d (&5 ) ") !)#74 5(:!#o$(&#)' 3
2 $o" NH+
-------
B@ H2SO
229+2 $o" ∴
⇒
M = 45>V
Θ
-------
;
B@ H2SO 10B+*6@
=== ---------
; = $ H2SO!&o = 10B+*6@
1 $o" ; === ; = 11*16 $o" H2SO
V = 4>M = ,11*16 $o".>,2 $o">". = 5.58 litros de H2SO4 2M
2.-4or
neutralización con óido de calcio el ácido ac1tico (+6 #7+886) se transforma en acetato cálcico 9(+6#7+88)$+a que por calcinación da +aronato cálcico y acetona (+6 #7+87+6#). Si el rendimiento de los dos procesos en con;unto es del <# " *+uánta acetona se puede otener a partir de $50 /gs de ácido ac1tico del <="$ de riqueza.
>.7 Las reacciones que tienen lugar son:
Si el ácido es del <="$ de riqueza" en realidad" de ácido puro se tiene: $50 0"<=$ $'# gramos 4or cada dos moles de ácido ac1tico se otiene un mol de acetato cálcico" por lo tanto" tenemos:
Según la segunda ecuación" por cada mol de acetato cálcico se otiene un mol de acetona. El peso teórico de acetona otenida será:
+omo el rendimiento con;unto de las dos reacciones es del <# " se tiene: !!="50 0"<# !0<"$= /gs de acetona otenidos.
3.-S)4 (&5 &##4(5 A9 8 C d o"$45 19 2*6 8 2*2 "#(&o5 &5(#)$4(* E" &##4( A o4(#4 0*K d 4#(&74o )5 ) &5#74 d <<0 To&& " o4(#4 1*< d A& ) 00 To&& 8 C 5( )o )" o$4)& ") ;#)* ). C!"5 5o4 ")5 ($&)(!&)5 d "o5 &##4(5 A 8 %. S# ") ($&)(!&) d" &##4( C 5 d 100 PC C!" 5 ") &5#74 #4)" d 5( 5# " o4(4#do d A 8 )5)4 4(&)$4( ) " . C)"!")& ")5 &5#o45 )&#)"5 d )d) !4o d "o5 )55 4 " $)(&) C* a).VA = 1 ! " = #.7 g de N2 ⇒ $%N ) = " /M%N ) = #.7/28 = #.#25 "ol! &A = 55# 'orr ( 55#/7*# = #.7237 at" V+ = 2.* ! " = 1.5 g de Ar ⇒ $%Ar) = " /M%Ar) = 1.5/3,.,48 = #.#375 "ol! &+ = 4## 'orr ( 4##/7*# = #.52* at" A
2
+
A
2
+
V = 2.2 Spo$ie$do e$ todos los asos gases ideales0 &V = $' ⇒ ' = &V/$ ⇒
*- U4 ":!#do d(&$#4)do9 d!"#) 5! &5#74 d )o& !)4do ") ($&)(!&) 5 #4&$4() d <0C ) K0C* ). D(&$#4)& " )"o& d )o&#)#74 $o")& d" ":!#do* %.- D(&$#4)& 5! ($&)(!&) d %!""##74 4o&$)" S# 4o !&) o5#%"9 !5(##)& :! d)(o " )"()&) )&) )&"o* R*a).- S )"#) ") !)#74 d C")8&749 d)d) o&'
Do4d'
T1 = <0 / 2K+ = +2+ T2 = K0 / 2K+ = ++
2 = 2⋅1
D5)4do'
∴
b).-
L) ($&)(!&) d %!""##74 4o&$)" o&&5o4d ) ") &5#74 )($o5&#)9 o& ()4(o'
+ = K60 $$H = 1 )($ Co$o 4o 5 o4o 4#4!4) &5#74 d )o&9 5 &oo4 !4 5#5($) d do5 !)#o45'
E!)#74 ,1.'
E!)#74 ,2.' A" d5)& d ") !)#74 ,1. &$"))&"o 4 ") !)#74 ,2.9 d5))& " (&$#4o :! o4(#4 T+9 "o :! o45()() :! las eaio$es $o so$ i$depe$die$tes por lo e $o es posile deter"i$ar la te"peratra de ellii$ $or"al 5#4 )"4 d)(o )d##o4)"* Comodín.- En
un eperimento que se realizó en el laoratorio se otu,ieron diferentes ,olúmenes de ?idrógeno en condiciones normales de temperatura y presión. @tiliza la gráfica y la reacción propuesta para calcular:
a) La molaridad de la disolución del ácido sulfúrico que se emplea en todo el eperimento. ) La masa en miligramos de zinc que reacciona con el ácido sulfúrico en el punto ABC. c) El reacti,o limitante en los puntos ABC y A+C .- Tod)5 ")5 &5!5()5 5 !d4 d&#)& d" &#o o&&5o4d#4(' a).- E" )4"#5#5 d" &#o 4o5 #4d#) :! 5 $)4(#44 d!&)4( " ;&#$4(o )4(#d)d5 #!)"5 d"
&#$& &)()4( ,4. 4 !4 4#" d 1*+0K 9 8 5 #4 )&#)4do " o"!$4 )d##o4)do d" 5!4do &)()4( ,H2SO.* E4 " &#$& (&)$o ("nea de pendiente positiva) " &)(#o "#$#()4( 5&) " #do 5!"&#o9 !5(o :! !4) $)8o& )d##74 d" $#5$o9 4&) !4 $)8o& o"!$4 d &od!(o d5&4d#do ,H2.* E4 " 5!4do (&)$o ("nea o!ionta)9 )5) ) 5& " &)(#o "#$#()4( " 49 d%#do ) :! "#$#() ") )4(#d)d d &od!(o o%(4#do 5 ) )d##o45 $)8o&5 d" #do* L) #4(&5#74 d )$%)5 "4)5 #4d#) " !4(o d :!#)"4#) %+)9 o& "o ()4(o9 o4 5(o5 d)(o5 5 d% #4&5)& ) ") !)#74 5(:!#o$(&#)' 4 (/35g)
/
H2SO (98g)
----- 4SO
/
H2 (2g)
∴
6+*< 4 1*+0K
3
M = 45>V
⇒
Θ
-------------
1 $o" H2SO ; === ; = 4H2SO = #.#2#57 "ol
V = 20 $" = 0*02 "#(&o5
M = 0*0200*02 = 1.#2, M
b).-
E4 ") :!#)"4#) 5 (#4 :! 20 $" #do &)#o4)4 o4 1*+0K 4'
∴
20 $" H2SO 1*02BM 10 $" H2SO 1*02BM
---------
1*+0K 4 ; ===
c).- D" )4"#5#5 (!)do 4 ,).9 5 (#4' Punto A:
Reactivo Limitante H 2 SO4
Punto C:
Reactivo Limitante n
; = "6$ . %A) = #.*537 g
