Para la reacción entre el cobre y el ácido nítrico, llevada a cabo con una eficiencia del 85%, se tiene : - Los gramos de ácido nítrico son 54670 y las moles del reactivo límite son 867.
64. - Los gramos de nitrato cúprico del 95% de pureza son 36401.
14 - Los gramos de dióxido de nitrógeno que se producen son 16966.
05 - Las moles de agua que se producen son 368.
73 Explicación : La reacción balanceada es : Cu(s) + 4HNO₃ (l) → Cu(NO₃)₂ (ac) + 2NO₂(g) + 2H₂O (l)Primero se debe calcular la cantidad presente de cada uno de los reactivos.
Cobre : Considerando el 93% de pureza : 15000g * 0.
93 = 13950 g puros de CuTeniendo en cuenta la masa molar : M(Cu) = 63.
55 g / molMoles de Cu = 13950 g * (1 mol / 63.
55 g) = 219.
51 mol CuÁcido nítrico : V = 55L = 55000 mL = 55000 cm³gramos de HNO₃ = 55000 cm³ * 1.
42 g / cm³ = 78100 g HNO₃Considerando una pureza del 70% : 78100 g * 0.
7 = 54670 g puros de HNO₃M(HNO₃) = 63.
01 g / molmoles de HNO₃ = 54670 g * (1 mol / 63.
01 g) = 867.
64 mol HNO₃Reactivo límite : Para determinar el reactivo límite se divide el número de moles entre el coeficiente estequiométrico.
El reactivo límite corresponde al menor valor.
Para Cu : 219.
51 / 1 = 219.
51Para HNO₃ : 867.
64 / 4 = 216.
91El reactivo límite es el HNO₃, con este se realizarán los cálculos.
Cantidad de nitrato cúprico producido : moles Cu(NO₃)₂ = 867.
64 mol HNO₃ * (1 mol Cu(NO₃)₂ / 4 mol HNO₃) = 216.
91 mol Cu(NO₃)₂M(Cu(NO₃)₂) = 187.
56 g / molgramos de Cu(NO₃)₂ = 216.
91 mol * 187.
56 g / mol = 40683.
64 g Cu(NO₃)₂Considerando la eficiencia : Eficiencia (%) = (cantidad real / cantidad teórica) * 100Para una eficiencia del 85% : Cantidad real = cantidad teórica * 0.
85Cantidad real = 40683.
64 * 0.
85 = 34581.
09 g Cu(NO₃)₂Como la pureza es del 95% : gramos totales Cu(NO₃)₂ = 34581.
09 g puros * (100 g impuros / 95 g puros) = 36401.
14 g de Cu(NO₃)₂ con un 95% de purezaCantidad de dióxido de nitrógeno producido : moles NO₂ = 867.
64 mol HNO₃ * (2 mol NO₂ / 4 mol HNO₃) = 433.
82 mol NO₂M(NO₂) = 46.
01 g / molgramos de NO₂ = 433.
82 mol * 46.
01 g / mol = 19960.
06 g NO₂Considerando una eficiencia del 85% : Cantidad real = cantidad teórica * 0.
85Cantidad real = 19960.
06 * 0.
85 = 16966.
05 g NO₂Cantidad de agua producida : moles H₂O = 867.
64 mol HNO₃ * (2 mol H₂O / 4 mol HNO₃) = 433.
82 mol H₂OConsiderando una eficiencia del 85% : Cantidad real = cantidad teórica * 0.
85Cantidad real = 433.
82 * 0.
85 = 368.
73 mol H₂O.