Problema de reactivo limitante, nitrato de aluminio y sulfuro de hidrógeno.

1. Se produce la reacción de 6 g de nitrato de aluminio con 2 L de
sulfuro de hidrógeno en condiciones normales. ¿Cuánto gramos de
sulfuro de aluminio puede formarse? Calcula la cantidad de reactivo
en exceso. Si realmente se forma 2 g de Al2S3, ¿cuál es el porcentaje
de rendimiento?
Para hallar la masa de sulfuro de aluminio que puede
formarse antes tendremos que saber la cantidad de
reactivo limitante.
Para ello antes determinamos los moles de nitrato de
aluminio y de sulfuro de hidrógeno.
Por último hallaremos la masa de Al2S3 que puede
formarse (que es la que se formaría si el rendimiento
fuese el 100 por 100) para hallar el rendimiento.

2. n (Al(NO3)3)= 6 g / 213 g/mol = 0,0282 mol
n(H2S) = 2 L / 22,4 L/mol = 0,0893 mol
Para conocer el reactivo limitante y el que está en
exceso tenemos que escribir la ecuación química y
ajustarla.
Utilizamos la ecuación de los gases para determinar los moles de sulfuro
de hidrógeno o sabiendo que un mol en condiciones normales ocupa 22,4
L
Al(NO3)3+ H2S → Al2S3 + HNO32 3 6

3. Al(NO3)3+ H2S → Al2S3 + HNO3
La ecuación química ajustada indica que por cada dos
moles de nitrato de aluminio que reaccionen lo hacen
tres de sulfuro de hidrógeno.
Vamos a determinar los moles de sulfuro de hidrógeno
que reaccionan con 0,0283 mol de nitrato de aluminio y
el resultado lo comparamos con 0,0423 mol.
2 3 6
n(H2S) = 3/2 · n (Al(NO3)3) =
n(H2S) = 3/2 · 0,0282 = 0,0423 mol < 0,0896 mol

4. Al(NO3)3+ H2S → Al2S3 + HNO32 3 6
El reactivo limitante es el nitrato de aluminio por lo que
reacciona en su totalidad, es decir los 6 gramos que son
0,0282 mol.
El reactivo en exceso es el sulfuro de hidrógeno y el
exceso es de 0,0896 mol menos 0,0423 mol, o sea 0,047
mol.
La ecuación química ajustada indica que el número de
moles de sulfuro de aluminio obtenido es la mitad de los
moles de nitrato que haya reaccionado, por tanto:

5. Al(NO3)3+ H2S → Al2S3 + HNO32 3 6
n(Al2S3) = 1/2 · n (Al(NO3)3) =
n(Al2S3) = 1/2 · 0,0282 = 0,0141 mol
La masa de estos moles será la que puede formarse.
m(Al2S3) = 0,0141 mol · 150 g/mol = 2,11 g
Como vimos, el reactivo en exceso es el sulfuro de hidrógeno y
el exceso es de 0,047 mol.
Hallamos la masa de estos moles.
m(H2S) = 0,047 mol · 34 g/mol = 1,6 g
La masa de reactivo en exceso, (sulfuro de hidrógeno), es de
1,6 g.

6. Vimos que la masa de sulfuro de aluminio que puede formarse
es de 2,11 g.
Como realmente se forman 2 g, el rendimiento será:
Rendimiento =
Masa real obtenida · 100
Masa teórica obtenida
Rendimiento =
2 g · 100
2,11 g
= 94,8 %
Las pequeñas diferencias en los resultados se debe a las
cifras cogidas en las operaciones y en los datos de masas
atómicas.