Se tiene la reacción para obtención de oxido nítrico a partir de amoniaco y, dadas cantidades de reactivos, se pide realizar algunos cálculos estequiométricos.
Los resultados obtenidos son : a) Relación moles oxigeno reaccionante / moles NO formado = 5 / 4b) La velocidad de alimentación de aire necesaria será de 833 kmol / hc) El reactivo limitante es el oxigeno.
NH₃ en exceso = 15% Se producen 75 kg de NO.
Ecuación de la reacción : NH₃ + 5 O₂ - - - - - - - - 4 NO + 6 H₂OPeso molecular NH₃ = 17 g / molPeso molecular O₂ = 32 g / molPeso molecular NO = 30 g / mola) relación moles oxigeno reaccionante / moles NO formado = 5 / 4b) Alimentación : 100 kmol / h de NH₃ 40% exceso de aireEl aire proporciona oxigeno a la reacción ( % de oxigeno en el aire : 21% )De la ecuación química tenemos que : 4 moles NH₃ reaccionan con 5 moles O₂4 (17 ) g NH₃ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 (32) g O₂Tenemos 100 kmol NH₃ / h, calculemos cuánto oxigeno se requiere : ( 5 kmol O₂ / 4 kmol NH₃ ) × 100 kmol NH₃ = 125 kmol O₂Sabemos que el aire contiene 21% O₂, entonces podemos calcular la cantidad de aire para proporcionar 125 kmol O₂ : 125 kmol O₂ × (100 kmol aire / 21 kmol O₂ ) = 595 kmol aireDado que se requiere un exceso de 40% de aire, la cantidad de aire por hora será : 595 kmol + (595 × 40 / 100 ) kmol = 833 kmol La velocidad de alimentación de aire necesaria será de 833 kmol / hc) 50 kg de amoniaco + 100 kg de oxigenoDe la ecuación quimica, tenemos : 4(17) g NH₃ / 5(32) g O₂ = 0, 425Con las cantidades disponibles : 50 kg NH₃ / 100 kg O₂ = 0, 500El reactivo limitante es el oxigeno.
De la ecuación química : 4 moles NH₃ reaccionan con 5 moles O₂4 (17 ) g NH₃ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 (32) g O₂ X - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 100000 g O₂X = ( 4 (17 ) g NH₃ × 100000 g O₂ ) / 5 (32) g O₂X = 42500 g NH₃ = 42, 5 kg NH₃Reactivo en exceso (NH₃) = 50 kg - 42, 5 kg = 7, 5 kg% NH₃ en exceso = (7, 5 kg / 50 kg ) × 100 = 15%Calculemos los kg de NO producidos : De la ecuación quimica : 4 (17 ) g NH₃ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 (30) g NO42500 g NH₃ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - XX = ( 42500 g NH₃ × 4 (30) g NO ) / 4 (17 ) g NH₃X = 75000 g NOSe producen 75 kg de NO.