La urea se puede obtener haciendo reaccionar amoniaco en presencia de dióxido de carbono según la reacción:
2 NH3 + CO2 → (NH2)2CO + H2O
Si hacemos reaccionar 100 g de NH3 con 200 g de CO2. ¿Cuál de los dos es el reactivo limitante y cuál el excedente?
SOLUCIÓN: NH₃ es el reactivo limitante y el CO₂ es el excedente
SOLUCIÓN DETALLADA:
Primero debemos determinar cuál de los reactivos es el limitante y cuál es el excedente en la reacción entre el amoniaco (NH₃) y el dióxido de carbono (CO₂) para producir urea ((NH₂)₂CO) y agua (H₂O).
La reacción ajustada es:
\[ 2 NH₃ + CO₂ \rightarrow (NH₂)₂CO + H₂O \]
Para encontrar el reactivo limitante, calculamos cuánta cantidad de CO₂ se necesitaría para reaccionar completamente con 100 g de NH₃. Usamos la relación estequiométrica entre NH₃ y CO₂, que es 2 moles de NH₃ por cada mol de CO₂.
\[ 100 \, \text{g NH₃} \times \frac{44 \, \text{g CO₂}}{2 \times 17 \, \text{g NH₃}} = 129.4 \, \text{g CO₂} \]
Como tenemos 200 g de CO₂ y solo necesitamos 129.4 g, concluimos que el NH₃ es el reactivo limitante y el CO₂ es el excedente.
Este resultado indica que aunque tengamos suficiente CO₂ para reaccionar con el NH₃, la cantidad limitada de NH₃ determinará la cantidad máxima de urea que podemos producir. Por lo tanto, si queremos aumentar la cantidad de urea producida, necesitaríamos más NH₃ en lugar de más CO₂.