Relación volumétrica entre las especies que reaccionan en la formación del HCN (5571)

, por F_y_Q

El cianuro de hidrógeno, un compuesto altamente venenoso, se prepara comercialmente mediante la siguiente reacción, realizada a alta temperatura y en presencia de catalizador:

\ce{CH4(g) + O2(g) + NH3(g) -> HCN(g) + H2O(g)}

a) Escribe la ecuación química.

b) ¿Cuántos litros de metano, oxígeno y amoniaco se requieren, y cuántos litros de agua se produjeron en la preparación de 15 L de HCN?

Debes suponer que todos los gases se encuentran en las mismas condiciones de presión y temperatura.

P.-S.

a) Debes conseguir que haya el mismo número de cada tipo de átomo a ambos lados de la reacción química:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{2CH4(g) + 3O2(g) + 2NH3(g) -> 2HCN(g) + 6H2O(g)}}}}


b) Puedes hacer la relación estequiométrica entre las sustancias de la reacción referida al volumen de cada uno en lugar de los moles. Si divides los coeficientes estequiométricos de la ecuación anterior por dos, para referir un único litro de HCN, puedes simplificar mucho los cálculos. La ecuación quedaría como:

\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{CH4 + \textstyle{3\over 2}O2 + NH3 -> HCN + 3H2O}}}

Se requieren los mismos litros de \ce{CH_4} y de \ce{NH_3} que los que se producen de HCN, por lo tanto serán:

\left {\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{15 L de \ce{CH4}}}}} \atop {\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{15 L de \ce{NH3}}}}}


Para el oxígeno y para el agua haces las proporciones:

\left 15\ \cancel{\text{L\ HCN}}\cdot \frac{1.5\ \ce{L\ O2}}{1\ \cancel{\text{L\ HCN}}} = {\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{22.5 L \ce{O2}}}}} \atop 15\ \cancel{\text{L\ HCN}}\cdot \frac{3\ \ce{L\ H2O}}{1\ \cancel{\text{L\ HCN}}} = {\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{45 L \ce{H2O}}}}} \right