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Reactivo limitante, masa de urea y masa de reactivo excedente (7109)
Miércoles 7 de abril de 2021, por
La urea se prepara según la siguiente reacción:
se hacen reaccionar 637.3 g de 
con 1 141 g de 
, calcula:
a) El reactivo limitante.
b) La masa de 
formada.
c) La cantidad del reactivo excedente en gramos al finalizar la reacción.
Lo pirmero que debes hacer es ajustar la reacción química para obtener la ecuación que te permita establecer la estequiometría:
![\color[RGB]{0,112,192}{\textbf{\ce{2NH3 + CO2 -> (NH2)2CO + H2O}}}](local/cache-vignettes/L294xH18/3d8567e57a44f5687e6e567bd77599ff-cbaf0.png?1732964753 "\color[RGB]{0,112,192}{\textbf{\ce{2NH3 + CO2 -> (NH2)2CO + H2O}}}"){kind=small}
Calcula los moles de cada uno de los reactivos. Las masas moleculares que considerarás son 17 g/mol para el
, 44 g/mol para el . La masa molecular de la urea () es 60 g/mol: ![637.3\ \cancel{g}\ \ce{NH3}\cdot \frac{1\ mol}{17\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{37.49\ mol\ \ce{NH3}}}](local/cache-vignettes/L286xH41/9b976a49ef7bd63840f860f2dd5cedd4-53d0e.png?1733201578 "637.3\ \cancel{g}\ \ce{NH3}\cdot \frac{1\ mol}{17\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{37.49\ mol\ \ce{NH3}}}"){kind=small}
![1 141\ \cancel{g}\ \ce{CO_2}\cdot \frac{1\ mol}{44\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{25.93\ mol\ \ce{CO_2}}}](local/cache-vignettes/L278xH41/2b0d7f7e0502fda46fe5d24a8d0b7c36-f516b.png?1733201578 "1 141\ \cancel{g}\ \ce{CO_2}\cdot \frac{1\ mol}{44\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{25.93\ mol\ \ce{CO_2}}}"){kind=small}
a) Estableces la estequiometría entre ambos reactivos para determinar el reactivo limitante:
![\frac{2\ mol\ \ce{NH3}}{1\ mol\ \ce{CO2}} = \frac{x}{25.93\ mol\ \ce{CO2}}\ \to\ \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{x = 51.86\ mol\ \ce{NH3}}}](local/cache-vignettes/L405xH37/c53f8575332f0549ba1b42af12e16773-a4d49.png?1733201578 "\frac{2\ mol\ \ce{NH3}}{1\ mol\ \ce{CO2}} = \frac{x}{25.93\ mol\ \ce{CO2}}\ \to\ \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{x = 51.86\ mol\ \ce{NH3}}}"){kind=small}
Los moles de amoniaco disponibles son menores que los calculados por lo que el amoniaco será el reactivo limitante.
b) Todo el amoniaco disponible se transformará en urea :
![37.49\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}\ \ce{(NH2)2CO}}{2\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}}\cdot \frac{60\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1\ 125\ g\ \ce{(NH2)2CO}}}](local/cache-vignettes/L481xH42/9092f72451d1dc983c038f7b58b589d6-48fbe.png?1733201578 "37.49\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}\ \ce{(NH2)2CO}}{2\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}}\cdot \frac{60\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1\ 125\ g\ \ce{(NH2)2CO}}}"){kind=small}
c) Los moles de
que reaccionarán son: ![37.49\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}\ \ce{CO2}}{2\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{18.75\ mol\ \ce{CO2}}}](local/cache-vignettes/L339xH42/ef0c77fc9474712037ab1e9cce6b6b24-ef302.png?1733201578 "37.49\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}\ \ce{CO2}}{2\ \cancel{mol\ \ce{NH3}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{18.75\ mol\ \ce{CO2}}}"){kind=small}
Restas estos moles que reaccionan a los moles disponibles y calculas la masa:
![(25.93 - 18.75)\ \cancel{mol}\ \ce{CO2}\cdot \frac{44\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 315.9\ g\ \ce{CO2}}}](local/cache-vignettes/L362xH38/2675067ef4e197f0ece0cf4375e2176a-2eec2.png?1733201578 "(25.93 - 18.75)\ \cancel{mol}\ \ce{CO2}\cdot \frac{44\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 315.9\ g\ \ce{CO2}}}"){kind=small}