Volumen de etanol que se obtiene al hacer reaccionar masas iguales de reactivos

, por F_y_Q

El ácido etanoico \ce{CH3-COOH}, se obtiene industrialmente por reacción del metanol con el monóxido de carbono:

\ce{CH3OH(l) + CO(g) -> CH3-COOH(l)}

Calcula el volumen de disolución de ácido etanoico, del 80 \% en masa y densidad 1.070 g/mL, que se podrá obtener al hacer reaccionar 20 kg de metanol con 20 kg de monóxido de carbono, si el rendimiento de la reacción es del 90 \% .


SOLUCIÓN:

La manera más rápida de plantear el problema es establecer la relación másica entre las sustancias que participan en la reacción, a partir de sus masas moleculares. La reacción está ajustada y podemos concluir que 32 kg de \ce{CH3OH} reaccionan con 28 kg de \ce{CO} para dar 68 kg de \ce{CH3-COOH} . Como se consume más metanol que monóxido de carbono, el metanol es el REACTIVO LIMITANTE y debes hacer los cálculos referidos a él. La masa de metanol que se obtiene, aplicando el rendimiento de la reacción (0.9) es:

20\ \cancel{kg\ \ce{CH4O}}\cdot \frac{68\ kg\ \ce{C2H4O2}}{32\ \cancel{kg\ \ce{CH4O}}}\cdot 0.9 = \color[RGB]{2,112,20}{\bf 38.25\ kg\ \ce{C2H4O2}}}

Con esta masa de soluto puedes calcular la masa de disolución que puedes obtener a la concentración dada. Si usas el dato de la densidad podrás calcular el volumen. Lo puedes hacer todo en un único paso usando factores de conversión:

38.25\ \cancel{kg\ {C2H4O2}}\cdot \frac{100\ \cancel{kg}\ D}{80\ \cancel{kg\ \ce{C2H4O2}}}\cdot \frac{1\ L}{1.07\ \cancel{kg}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 44.7\ L\ D}}