aFe SO bNaI dI eFeSO fNa SO + → + + :2 1 :3 2 :12 4 4 3 : 2 4 : 2 5

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REACTIVO LÍMITE, REACTIVOS EN EXCESO,
PORCENTAJE DE PUREZA Y EFICIENCIA DE
LA REACCIÓN
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1. Se hacen reaccionar 180g de sulfato férrico con 200g
de ioduro de sodio (85% de pureza) obteniéndose 98g
de iodo, sulfato ferroso y sulfato de sodio.
a) Escribir y balancear la ecuación.
b) ¿Cuál es el reactivo limitante?
c) ¿Qué cantidad de reactivos en exceso?
d) ¿Cuántos gramos de cada reactivo y cada producto
se obtienen?
e) ¿Cuál es el rendimiento de la reacción?
SOLUCIÓN
aFe2 ( SO4 )3 + bNaI → dI 2 + eFeSO4 + fNa2 SO4
Realizando el balance por elemento químico:
Fe : 2a = e 1
S : 3a = e + f 2
O :12a = 4e + 4 f 3
Na : b = 2 f 4
I : b = 2d 5
Con base en las proporciones del número de incógnitas que son CINCO (5) y el
número de ecuaciones que son CINCO (5). Se encuentran equilibradas y podre
asignarle el valor directo a la variable libre d, le asignare un valor a la variable con
mayor asociación. Finalmente existen dos ecuaciones que son múltiplos y por lo
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tanto desequilibra el modelo, son equivalentes la ecuación <2> y <3>:
d =1
Expresando todas las incógnitas en función de e:
2a = e 1
a=
e
6
2
Reemplazando el valor asignado anteriormente en la ecuación <5>
b = 2d 5
b=2
Reemplazando los valores obtenidos hasta el momento y la ecuación <6> en la
ecuación <2>
3a = e + f 2
e
3  = e + f
2
3e
e
f = −e → f = 7
2
2
Observando el denominador de las expresiones algebraicas que representan la
solución de todas las incógnitas en función de e, concluyo que lo más aconsejable
para que las incógnitas den valores enteros es:
e=2
Reemplazando el valor de e en las ecuaciones anteriores, obtendré las magnitudes
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de todas las incógnitas:
a = 1; b = 2; d = 1;
f =1
Con base en los valores anteriormente obtenidos, concluyo que la ecuación
química tiene el siguiente balance:
Fe2 ( SO4 )3 + 2 NaI → I 2 + 2 FeSO4 + Na2 SO4
COMPUESTO PESO MOLECULAR
Fe2 ( SO4 )3
399.885
NaI
I2
149.893
FeSO4
151.910
Na2 SO4
142.043
180 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3 ×
253.808
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
399.885 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3
= 0.450mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
=
moles _ de _ Fe2 ( SO4 )3 = 0.450mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
Cantidad de iodo sódico puro:
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200 g _ de _ NaI × 85% = 170 g _ de _ NaI _ puro
1mol _ de _ NaI
170 g _ de _ NaI ×
=
149.893g _ de _ NaI
= 1.134mol _ de _ NaI
moles _ de _ NaI = 1.134mol _ de _ NaI
Con base en las proporciones molares de los reactivos en la ecuación química:
COMPUESTO
Fe2 ( SO4 )3
MOL DE
ECUACIÓN
MOL DE
ENTRADA
1
0.450
2
1.134
NaI
Concluyo que el RECTIVO LÍMITE es el sulfato férrico.
180 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3 ×
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
399.885 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3
2mol _ de _ NaI
149.893g _ de _ NaI
×
×
=
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
1mol _ de _ NaI
= 134.942 g _ de _ NaI
×
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masa _ de _ NaI = 134.942 g _ de _ NaI
Exceso _ g _ de _ NaI = 170.000 − 134.942
Exceso _ g _ de _ NaI = 35.058
180 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3 ×
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
399.885 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3
×
1mol _ de _ I 2
253.808 g _ de _ I 2
×
×
=
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
1mol _ de _ I 2
= 114.246 g _ de _ I 2
masa _ de _ I 2 = 114.246 g _ de _ I 2
180 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3 ×
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
399.885 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3
2mol _ de _ FeSO4
151.910 g _ de _ FeSO4
×
×
=
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
1mol _ de _ FeSO4
×
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= 136.758 g _ de _ FeSO4
masa _ de _ FeSO4 = 136.758 g _ de _ FeSO4
180 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3 ×
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
399.885 g _ de _ Fe2 ( SO4 )3
×
1mol _ de _ Na2 SO4
142.043g _ de _ Na2 SO4
×
×
=
1mol _ de _ Fe2 ( SO4 )3
1mol _ de _ Na2 SO4
= 63.937 g _ de _ Na2 SO4
masa _ de _ Na2 SO4 = 63.937 g _ de _ Na2 SO4
COMPUESTO
Fe2 ( SO4 )3
NaI
I2
REACTIVOS
PRODUCTOS
180.000
134.942
114.246
FeSO4
136.758
Na2 SO4
63.937
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TOTAL
314.942
314.942
El rendimiento de la reacción es:
Eficiencia _ de _ la _ reacción
masa _ teórica _ de _ I 2
×100%
masa _ real _ de _ I 2
98.000
×100% = 85.779%
114.246
Eficiencia _ de _ la _ reacción = 85.779%
2. Para transformar completamente el fósforo blanco en
ácido H3PO4 utilizando ácido nítrico se debe emplear
un exceso del 50% de ácido nítrico respecto de la
cantidad estequiométrica ¿Qué cantidad (en kg) de
ácido nítrico del 35% deberá emplearse para oxidar
completamente 10kg de fósforo blanco de acuerdo con
la reacción:
3P + 5HNO3 + 2 H 2O → 3H 3 PO4 + 5 NO
1mol _ de _ P
10 Kg _ de _ P ×
×
30.973Kg _ de _ P
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5mol _ de _ HNO3 63.013Kg _ de _ HNO3
×
×
=
1mol _ de _ P
1mol _ de _ HNO3
= 33.907 Kg _ de _ HNO3
masa _ de _ HNO3 = 33.907 Kg _ de _ HNO3
Acido nítrico al 35% de pureza, conduce a que se tengan que utilizar, con base en la
cantidad teórica:
33.907 Kg _ de _ HNO3
= 96.877 Kg _ de _ HNO3
0.35
Con base en que la reacción requiere de un 50% de exceso de ácido nítrico,
concluyo con la cantidad exacta de éste reactivo para obtener la oxidación completa
del fosforo blanco.
(1.5) × 96.877 Kg _ de _ HNO3 = 145.315Kg _ de _ HNO3
masa _ de _ HNO3 = 145.315Kg _ de _ HNO3