En la reacción representada por 2Al + 2 NaOH + 2 H2O ---> 2NaOH + 3H2, se hacen reaccionar 6.75g de Al (80% pureza) con 2 dm3 de solución acuosa NaOH de PH=13.05 y exceso en agua obteniendo 5.80 dm3 de gas a 26°C y 0.95 atm.
Cuál es el reactivo limitante?
Hallar el rendimiento de la reacción
El primer paso es hallar las cantidades de reactivos que se tienen:
Aluminio = 6,75 g x 80 /100 = 5,4 g de aluminio
El otro reactivo es una solución acuosa de NaOH de la que se tienen datos de pH. A partir del pH se halla el pOH y con el la concentración de OH-.
pOH = 14 - 13,05 = 0,95
(OH-) = antilog – 0,95 = 0,112 M esta concentración es igual a la concentración inicial de NaOH por estar completamente disociada (base fuerte)
Masa NaOH = 0,11 moles / l x 40 g / mol x 2 l = 8,8 g de NaOH
Se tienen 5,4 g de Al y 8,8 g de NaOH.
Las cantidades estequeométricas son 54 g de Al y 80 g de NaOH, por lo que el R.L es el Aluminio y es el que determina cuanto H2 se va a formar. Para hallar el rendimiento hay que calcular primero cuál es la cantidad teórica de H2 y luego compararlo con la cantidad obtenida.
Según la ecuación:
54 g Al ------------------- 3 moles H2 En este caso conviene trabajar con moles
5,4 g Al ------------------- x = 0,3 moles H2 (teórico)
Aplicando la ecuación de los gases con los datos disponibles:
n = P x V / R x T
26 º C = 299 º K
n = 0,95 atm x 5,80 l : 0,082 l . atm /ºK mol x 299 º K = 0,225 moles
Rendimiento = real / teórico x 100
R = 0,225 / 0,3 x 100 = 74,9 %
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