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100 CAPÍTULO 3 Relaciones de masa en las reacciones químicas

nición anterior podemos ver que sólo el reactivo limitante producirá la mínima cantidad
de producto. Si se inicia con 4 moles de CO, observamos que el número de moles de
CH 3 OH que se produce es

1 mol CH 3 OH
4 mol CO 3 5 4 mol CH 3 OH
1 mol CO
y al iniciar con 6 moles de H 2 , el número de moles de CH 3 OH formados es

1 mol CH 3 OH
6 mol H 2 3 5 3 mol CH 3 OH
2 mol H 2
Puesto que el H 2 genera una menor cantidad de CH 3 OH, éste debe ser el reactivo limi-
tante. Por lo tanto, el CO es el reactivo en exceso.
En los cálculos estequiométricos en los que hay un reactivo limitante, el primer paso
consiste en determinar cuál de los reactivos es el reactivo limitante. Una vez que se ha
identifi cado éste, el resto del problema se puede resolver como se estudió en la sección
3.8. En el siguiente ejemplo se muestra este procedimiento.

Ejemplo 3.15

La urea [(NH 2 ) 2 CO] se prepara a partir de la reacción del amoniaco con dióxido de carbono:

2NH 3 (g) 1 CO 2 (g) ¡ (NH 2 ) 2 CO(ac) 1 H 2 O(l)

En un proceso se hacen reaccionar 637.2 g de NH 3 con 1 142 g de CO 2 . a) ¿Cuál de los dos
reactivos es el reactivo limitante? b) Calcule la masa de (NH 2 ) 2 CO que se formará. c)
¿Cuánto del reactivo en exceso (en gramos) quedará sin reaccionar al fi nalizar la reacción?
a) Estrategia El reactivo que produce menos moles de producto es el reactivo limitante
(NH 2 ) 2 CO
debido a que limita la cantidad de producto que se puede formar. ¿Cómo se calcula la
cantidad de producto a partir de la cantidad de reactivo? Lleve a cabo este cálculo con cada
reactivo, después compare los moles de producto (NH 2 ) 2 CO, que se formaron con las
cantidades dadas de NH 3 y CO 2 para determinar cuál de los dos es el reactivo limitante.
Solución Realizamos dos cálculos separados. Comenzamos con los 637.2 g de NH 3 ,
calculamos el número de moles de (NH 2 ) 2 CO que se podrían producir si todo el NH 3
reaccionara de acuerdo con las siguientes conversiones:
gramos de NH 3 ¡ moles de NH 3 ¡ moles de (NH 2 ) 2 CO
La combinación de estas conversiones en un solo paso se escribe

1 mol (NH 2 ) 2 CO
1 mol NH 3
moles de ( N H 2 ) 2 CO 5 637.2 g NH 3 3 3

17.03 g NH 3 2 mol NH 3
5 18.71 mol (NH 2 ) 2 CO
En segundo lugar, para 1 142 g de CO 2 , las conversiones son
gramos de CO 2 ¡ moles de CO 2 ¡ moles de (NH 2 ) 2 CO

El número de moles de (NH 2 ) 2 CO que se podrían producir si todo el CO 2 reaccionase sería

1 mol (NH 2 ) 2 CO
1 mol CO 2
moles de ( N H 2 ) 2 CO 5 1 142 g CO 2 3 3
44.01 g CO 2 1 mol CO 2
5 25.95 mol (NH 2 ) 2 CO