Answer:
a) 4CH₃NH₂ + 9O₂ ⇄ 4CO₂ + 10H₂O + 2N₂
b) m = 5,043 g
c) % = 69,4 %
Explanation:
a) La ecuación balanceada es la siguiente:
4CH₃NH₂ + 9O₂ ⇄ 4CO₂ + 10H₂O + 2N₂
En el balanceo, se tiene en la relación estequiométrica que 4 moles de metilamina reacciona con 9 moles de oxígeno para producir 4 moles de dióxido de carbono, 10 moles de agua y 2 moles de nitrógeno.
b) Para determinar la masa de nitrógeno se debe calcular primero el reactivo limitante:
![n_{CH_{3}NH_{2}} = \frac{4}{9}*0,800 moles = 0,356 moles](https://tex.z-dn.net/?f=n_%7BCH_%7B3%7DNH_%7B2%7D%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B4%7D%7B9%7D%2A0%2C800%20moles%20%3D%200%2C356%20moles)
De la ecuación anterior se tiene que la cantidad de moles de metilamina necesaria para reaccionar con 0,800 moles de oxígeno es 0,356 moles, y la cantidad de moles iniciales de metilamina es 0,5 moles, por lo tanto el reactivo limitante es el oxígeno.
Ahora, podemos calcular la masa de nitrógeno producida:
![n_{N_{2}} = \frac{2}{9}*n_{O_{2}} = \frac{2}{9}*0,8 moles = 0,18 moles](https://tex.z-dn.net/?f=n_%7BN_%7B2%7D%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B2%7D%7B9%7D%2An_%7BO_%7B2%7D%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B2%7D%7B9%7D%2A0%2C8%20moles%20%3D%200%2C18%20moles)
![m_{N_{2}} = n_{N_{2}}*M = 0,18 moles*28,014 g/mol = 5,043 g](https://tex.z-dn.net/?f=m_%7BN_%7B2%7D%7D%20%3D%20n_%7BN_%7B2%7D%7D%2AM%20%3D%200%2C18%20moles%2A28%2C014%20g%2Fmol%20%3D%205%2C043%20g)
Por lo tanto, se pueden producir 5,043 g de nitrógeno.
c) El redimiento de la reacción se puede calcular usando la siguiente fórmula:
![\% = \frac{R_{r}}{R_{T}}*100](https://tex.z-dn.net/?f=%20%5C%25%20%3D%20%5Cfrac%7BR_%7Br%7D%7D%7BR_%7BT%7D%7D%2A100%20)
<u>Donde</u>:
: es el rendimiento real
: es el rendimiento teórico
![\% = \frac{3,5}{5,043}*100 = 69,4](https://tex.z-dn.net/?f=%5C%25%20%3D%20%5Cfrac%7B3%2C5%7D%7B5%2C043%7D%2A100%20%3D%2069%2C4)
Entonces, el procentaje de rendimiento de la reacción es 69,4%.
Espero que te sea de utilidad!