BLOQUE 2 El níquel puede prepararse en la industria de la

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BLOQUE 2
El níquel puede prepararse en la industria de la siguiente forma: por reacción de NiO (s)
con H2 , se obtiene Ni impuro, que reacciona con CO, dando tetracarbonilo de níquel,
[Ni(CO)4 ], que a 250ºC, se descompone en Ni puro y CO.
1) Para obtener 908 Kg de Ni puro, ¿qué masa de NiO, H2 , y CO se necesitará si el
rendimiento de la reacción es del 90,0%? (1,25 puntos).
2) Indique las repercusiones que puede tener una fuga de CO en la obtención de Ni.
Describa algún otro proceso que produzca CO. (1,25 puntos)
Datos: Masas molares (g· mol-1): H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Ni = 58,7.
Solución:
Las reacciones de obtención del Ni puro, según el procedimiento descrito, y ya ajustadas, son:
NiO (s) + H2 (g) " Ni (s) + H2 O (g) (reacción a alta T)
Ni (s) + 4 CO (g) " [Ni(CO)4 ] (g)
[Ni(CO)4 ] (g) " Ni (s) + 4 CO (g)
Sabemos la masa de Ni obtenido, y la masa atómica de Ni, luego podemos calcular los moles
de Ni conseguidos:
n Ni = 908·103 / 58,2 = 15601,37 moles
Observando la estequiometría de la reacción, sabemos la proporción en la que reaccionan las
distintas especies que intervienen en el proceso:
1 mol de Ni se obtiene a partir de 1 mol de H2 , 1 mol de NiO y 4 moles de CO; luego para
conseguir 15601,37 moles de Ni puro, habremos empleado:
15601,37 moles de H2
15601,37 moles de NiO
4 · 15601,37 = 62405,48 moles de CO
Con estos moles, y las masas moleculares de todas las especies, calculamos la masa de cada
una de ellas que se necesita:
Masa de H2 = 15601,37 moles · 2 g/ mol = 31202,74 g = 31, 2 Kg
Masa de NiO = 15601,37 moles · 74,7 g/ mol = 1165422,34 g = 1165,42 Kg
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Masa de CO = 62405,48 moles · 44 g/mol = 2745841,12 g = 2745,84 Kg
Éstas serían las masas necesarias si el rendimiento de la operación fuera del 100%, como sólo
es del 90%, necesitaremos más de todos los reactivos:
Masa de H2 ( con r = 90%) = 31,2 · 100 / 90 = 34,67 Kg
Masa de NiO ( con r = 90%) = 1165,42 · 100 / 90 = 1294,91 Kg
Masa de CO ( con r = 90%) = 2745,84 · 100 / 90 = 3050,93 Kg
2) El CO es un gas relativamente inerte, pero muy venenoso por su gran capacidad para
enlazarse fuertemente a la hemoglobina, el transportador de oxígeno de la sangre . Tanto
oxígeno, como CO, se enlazan al ión Fe (II), siendo la afinidad de éste por el CO unas 200
veces mayor que por el O2 .
De este modo, las moléculas de hemoglobina no pueden transportar el O2 necesario para los
procesos metabólicos. Cuando la mitad de las moléculas de hemoglobina forman el complejo
con el CO, se produce la muerte.
Por otro lado, el CO es uno de los principales contaminantes del aire.
En todos los procesos de reducción de compuestos metálicos que forman la mena de los
minerales con carbón de coque, se desprende CO. Por ejemplo:
- Reducción del ZnO: ZnO + C
"
Zn + CO
- Reducción del MgO : MgO + C
"
Mg + CO
- Obtención de hierro dulce (menos del 0,2% C): Fe2 O3 + 3 C " 2 Fe + 3 CO
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