Question

Se hacen reaccionar 100 g del agente oxidante con 25 g del agente reductor, según la reacción REDOX LaTeX: N_2\left(g\right)+H_2\left(g\right)\longrightarrow NH_3\left(g\right)N 2 ( g ) + H 2 ( g ) ⟶ N H 3 ( g ) Indique el reactivo en exceso y los gramos de amoniaco formado, si la eficiencia del proceso es del 80 %

Answer 1

Answer:

El reactivo en exceso es hidrógeno

97.12g NH₃ son formados

Explanation:

Basados en la reacción:

N₂(g) + 3 H₂(g) → 2 NH₃(g)

El hidrógeno pasa de estado de oxidación 0 a estado de oxidación +1. Al perder un electrón se oxida y es el agente reductor.

El nitrógeno pasa de estado 0 estado -3. Al ganar 3 electrones se reduce y es el agente oxidante.

100g de N₂ son (Peso molecular: 28g/mol):

100g × (1mol / 28g) = 3.57 moles de N₂

Y 25g de H₂ son (Peso molecular: 2g/mol):

25g × (1mol / 2g) = 12.5 moles de H₂

Como 3 moles de hidrógeno reaccionan por mol de nitrógeno, las moles de nitrógeno que se necesitan para hacer reaccionar completamente 12.5 moles de hidrógeno son:

12.5 moles H₂× (1 mol N₂ / 3 moles H₂) = 4.17 moles de nitrógeno.

Como hay 3.57 moles de nitrógeno, el reactivo en exceso es hidrógeno.

Como el reactivo limitante es el nitrógeno y 1 mol de nitrógeno produce 2 moles de amoniaco, las moles de amoniaco son:

3.57 moles de N₂ × (2 moles NH₃ / 1 mol N₂) = 7.14 moles de NH₃

La masa producida idealmente es:

7.14 mol NH₃ ₓ (17g/mol) = 121.4 g de NH₃. Como la eficiencia del proceso es del 80%:

121.4 g NH₃ × 80% = 97.12g NH₃ son formados

Answer 2

Answer:

Excess reactant: H₂

Mass of produced ammonia,  97.1 g

Explanation:

Identify the reaction:

N₂ + 3H₂  → 2NH₃

We identify the reducing agent and the  oxidizing agent:

N₂ changed the oxidation state from 0 to -3. This is the reduction, so it is the  oxidizing agent. By the way the H₂ is the reducing agent.

We convert the mass to moles:

100 g / 28 g/mol = 3.57 moles of N₂

25 g / 2 g/mol = 12.5 moles of H₂

Ratio is 1:3. For 1 mol of nitrogen, we need 3 moles of hydrogen

Then, 3.57 moles of N₂ would need (3.57 . 3) / 1 = 10.7 moles

We have 12.5 moles of H₂, so the hydrogen is the excess reactant and the nitrogen is the limiting.

To produce ammonia, the reaction needs 1 mol of N₂, that can produce 2 moles of product

3.57 moles of N₂ will produce (3.57 . 2) / 1 = 7.14 moles of NH₃

As yield reaction is 80%, we will produce 7.14 mol . 0.80 = 5.71 moles

We convert the moles to mass: 5.71 mol . 17 g / 1mol = 97.1 g