ESTEQUIOMETRIA

UNIVERSIDAD DE CARABOBO
ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA

CATEDRA: PRINCIPIOS DE INGENIERIA QUÍMICA
CEAN 2016
PROBLEMAS PROPUESTOS
ESTEQUIOMETRÍA
1. Se tiene la siguiente reacción química:
H2S + NaOH Na2S + H2O
Si se forman 5 moles de Na2S. Determine qué cantidad de H2S y NaOH había

inicialmente, si el H2S se consume en un 25% y la relación de H2S a NaOH es de 1:10.
2. El sulfato de sodio se obtiene comercialmente a partir de NaHSO4 por medio de la

siguiente reacción:
NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl
Si se alimentan 500 g/h de NaHSO4 y 20% en exceso de NaCl, determinar:

a) Cantidad de NaCl alimentada al proceso.
b) g/h consumidos de NaCl y NaHSO4 y los g/h de productos.
c) Conversión de la reacción
d) Rendimiento expresado como g de Na2SO4 producidos por g de NaHSO4
alimentados.
3. Un método común para la fabricación de blanqueador de hipoclorito de sodio es la

reacción:
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaOCl + H2O
El cloro gaseoso se burbujea por una solución acuosa de hidróxido de sodio, después
de lo cual el producto se separa del cloruro de sodio (un producto secundario de la
reacción). 978 Litros de una solución de NaOH al 40% en masa (ge = 1.328) se hace
reaccionar con 815 lb de cloro gaseoso. El NaOCl formado pesa 618 lb.
a) ¿Cuál fue el reactivo limitante?
b) ¿Cuál fue el porcentaje de exceso del reactivo en exceso empleado?
c) ¿Cuál fue el grado de conversión de la reacción?
d) ¿Cuál es el rendimiento obtenido en la reacción?
4. Se tiene un reactor donde ocurren las siguientes reacciones:
C2H4 + O2 C2H4O
C2H4 + O2 CO2 + H2O
Si se dispone de 35 gmol de C2H4 y 200 gmol de O2, provenientes de un aire
enriquecido con un 30% de oxígeno y 70% de nitrógeno. Determine la composición
molar a la salida del reactor, si el C2H4 presenta una conversión del 90% por la primera
reacción y 8% por la segunda
5. La reacción principal en una caldera es:
Fe2O3 + 3C 2Fe + CO
Sin embargo ocurre la siguiente reacción secundaria:
Fe2O3 + 3C 2FeO + CO
Al mezclar cierta cantidad de carbono en un 20% en exceso con 2000 lb de Fe2O3 el

proceso produjo 1200 lb de hierro puro y 183 lb de FeO, con esta información
determine:
a) Libras de carbón suministrada al proceso.
b) % Conversión de Fe2O3 a Fe.
c) Cantidad de carbón que sobra y cantidad de monóxido de hierro producido.
d) % Conversión global del carbón
6. Una corriente de acetileno C2H2 en solución al 50% en agua se hace pasar por un
reactor. Como resultado de la combustión se produjeron 150 gmol de agua y además en
los gases de chimenea están presentes 50 gmol de oxígeno. Suponiendo un 100% de
combustión completa determine:
a) % Exceso del aire.
b) Análisis Orsat de los gases de chimenea.
7. En un horno de reacción se quema un combustible que contiene CH4, C3H8 y CO con

exceso de aire. Un análisis de los gases de chimenea indica la presencia de CO2, H2O,
O2 y N2 con la siguiente composición molar:
7.65% CO2
17.15% H2O
3.19% O2
72.01% N2
Del CO2 total que se produce el 37.5% proviene de la combustión del CH4 y el 56.25%
proviene de la combustión del C3H8 y el resto de la combustión del CO.
a) Escriba las ecuaciones estequiométricas asociadas al proceso ocurrido en el horno.
b) Determine el % Exceso del aire.
c) Composición del gas combustible.
d) Conversión del O2 en la combustión del C3H8
8. La obtención de monoetanolamina (MEA) y dietanolamina (DEA) se realiza mediante
las siguientes reacciones:
C2H4O + NH3 NH2(C2H4OH) (MEA)
C2H4O + NH2(C2H4OH) NH(C2H4OH)2 (DEA)
Se dispone de la siguiente información:

El 36% de NH3 se convierte en MEA.
El 20% de MEA producido se convierte en DEA mediante la segunda reacción.
Basándose en una alimentación de 80 moles de NH3 al reactor, calcule:
a) % Conversión del C2H4O en cada reacción si se sabe que la conversión global es
100%.
b) Rendimiento total expresado como moles de DEA producidos/mol de óxido de
etileno alimentados.
c) Libras de DEA producidos por 50 lb de C2H4O alimentado.
d) Composición molar a la salida del reactor.
9. La reducción del mineral de magnetita, Fe2O4, a hierro metálico, puede efectuarse

haciendo reaccionar el mineral con gas de hidrógeno. Las reacciones que ocurren son:
Fe2O4 + H2 3FeO + H2O
FeO + H2 Fe + H2O
Supóngase que al utilizar una alimentación de 97% en masa de magnetita a la entrada

de reactor, se obtiene a la salida del mismo 2.5 moles de Fe por cada mol de Fe2O4
alimentado al reactor. Calcule la composición de la corriente de salida del reactor.
10. El formaldehido (CH2O) es manufacturado por la oxidación del metanol sobre un

catalizador de plata. La reacción principal es:
CH3OH + ½O2 CH2O + H2O
Sin embargo ocurre la siguiente reacción secundaria:
CH2O + ½O2 CH2O2
La mezcla alimentada contiene O2 en la CTR para la oxidación del CH3OH (1ra

reacción). El análisis del gas convertido indica que el 60% del metanol fue oxidado y el
2% del formaldehído producido en la 1ra reacción se consume en la 2da reacción.
Determinar:
a) Composición de la corriente de salida del reactor.
b) ¿Cómo cambiaría la respuesta anterior si en lugar de alimentar oxígeno, se alimenta
aire (21% molar O2, 79% N2)? Si existe algún cambio determine los nuevos
valores.
c) Si ahora se alimenta oxígeno en un 30% en exceso, ¿Cómo cambiaría la respuesta
(a)? cuantifíquelo.
11. El sulfato de amonio se usa como fertilizante. Un método de fabricación del compuesto
se basa en la siguiente secuencia de reacciones en agua:
2NH3 + H2O + CO2 (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 + CaSO4 (NH4)2SO4 + CaCO3
Después de que tiene lugar la reacción, la suspensión acuosa se filtra. El análisis revela
los siguientes porcentajes en masa: Filtrado: 0.5% (NH4)2CO3, 5.5% (NH4)2SO4,
94.0% H2O y Sólidos: 8.2% CaSO4, 91.8% CaCO3. Para el proceso global, calcule:
a) El reactivo limitante.
b) Grado de conversión.
c) % Exceso del reactivo en exceso.

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1. Se tiene la siguiente reacción química:

H2S + NaOH Na2S + H2O

Si se forman 5 moles de Na2S. Determine qué cantidad de H2S y NaOH había

2. El sulfato de sodio se obtiene comercialmente a partir de NaHSO4 por medio de la

Si se alimentan 500 g/h de NaHSO4 y 20% en exceso de NaCl, determinar:

3. Un método común para la fabricación de blanqueador de hipoclorito de sodio es la

4. Se tiene un reactor donde ocurren las siguientes reacciones:

5. La reacción principal en una caldera es:

Sin embargo ocurre la siguiente reacción secundaria:

Al mezclar cierta cantidad de carbono en un 20% en exceso con 2000 lb de Fe2O3 el

7. En un horno de reacción se quema un combustible que contiene CH4, C3H8 y CO con

C2H4O + NH2(C2H4OH) NH(C2H4OH)2 (DEA)

Se dispone de la siguiente información:

9. La reducción del mineral de magnetita, Fe2O4, a hierro metálico, puede efectuarse

Fe2O4 + H2 3FeO + H2O

Supóngase que al utilizar una alimentación de 97% en masa de magnetita a la entrada

10. El formaldehido (CH2O) es manufacturado por la oxidación del metanol sobre un

CH3OH + ½O2 CH2O + H2O

Sin embargo ocurre la siguiente reacción secundaria:

CH2O + ½O2 CH2O2

La mezcla alimentada contiene O2 en la CTR para la oxidación del CH3OH (1ra

2NH3 + H2O + CO2 (NH4)2CO3

(NH4)2CO3 + CaSO4 (NH4)2SO4 + CaCO3

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