Hola queridos estudiantes, a continuación les dejo la temática INTERPRETACIÓN DE ECUACIONES BALANCEADAS: RENDIMIENTO TEÓRICO, RENDIMIENTO REAL Y PUREZA con ejemplos, Al final de esta entrada encontraran una actividad para realizar, la cual deberán enviar por correo electrónico, tomando fotografías de su trabajo para adjuntar como archivo, por favor poner en el asunto del correo su nombre completo, el número de la actividad y el grado al cual pertenece, el correo para recibir sus trabajos es profecarito2017@gmail.com la fecha de entrega de la presente actividad es el día 6 de julio.
El link de la clase en línea para explicar las dudas acerca de esta temática es:
Carol Ramírez le está invitando a una reunión de Zoom programada.
Tema: CLASE GRADO UNDÉCIMO 30 DE JUNIO
Hora: 30 jun 2020 03:00 PM Bogotá
Unirse a la reunión Zoom
https://us04web.zoom.us/j/72528455426?pwd=eHR2UkRaTWsrMnNiVlRyYVVTM0xydz09
ID de reunión: 725 2845 5426
Contraseña: 6g4BUa
RENDIMIENTO TEÓRICO
El rendimiento teórico es la máxima cantidad de producto que podemos esperar obtener de una reacción basándonos en la cantidad de reactivo limitante.
EJEMPLO:
Calcule el rendimiento teórico
del AlCl3 para la reacción de 3 moles de Al en la ecuación:
2Al + 3Cl2 à 2AlCl3
el enunciado nos aporta la incógnita,
los moles de Al y la ecuación balanceada.
para dar solución a esta incógnita
debemos saber que, si nos dan la cantidad de un reactivo, este es el reactivo
limite, el otro, en este caso el cloro, se asume que está en exceso. El rendimiento teórico se da en gramos, para
hallarlo debemos sacar las razones molares así:
2 moles de AlCl3
lo que se quiere
2 moles de Al lo
que se tiene
posteriormente se
realiza la conversión de moles a gramos así:
se determinan los
pesos moleculares utilizando la tabla periódica
1 moles de AlCl3 =
133.5g de AlCl3
Factor de conversión:
3 mol de Al x 2 moles de AlCl3 x 133.5g
de AlCl3 = 400.5 g de AlCl3
2
moles de Al 1mol AlCl3
esto quiere decir
que a partir de 3 moles de Al, la
cantidad máxima que se puede formar de AlCl3 es 400.5g, este es el rendimiento teórico de
esta ecuación química.
RENDIMIENTO REAL
En la práctica, sin embargo, es difícil que los químicos obtengan el rendimiento máximo por varias razones. Cuando se realiza una reacción en el laboratorio se puede perder algo del producto durante la purificación o los pasos de aislamiento. Incluso puedes llegar a decidir que vale la pena perder 10% de tu producto en un paso extra de purificación porque sabes que es más importante obtener un producto extremadamente puro en lugar de tener más cantidad de un producto menos puro.
Sin importar qué tan ordenada y prolija parezca una reacción balanceada, los reactivos pueden reaccionar de formas inesperadas y no deseadas, incluso haciendo una reacción completamente diferente —a veces llamada reacción secundaria— que forma productos que no queremos. Tu rendimiento real puede cambiar por factores como la estabilidad relativa de los reactivos y de los productos, la pureza de los químicos usados o la humedad que había ese día. En algunos casos puedes quedarte con todos los reactivos y ningún producto al final de tu reacción. ¡Las posibilidades son inagotables!
Como los químicos ya saben que el rendimiento real va a ser menor que el rendimiento teórico, se reporta el rendimiento real usando el rendimiento porcentual, que nos dice qué porcentaje del rendimiento teórico vamos a obtener. Esta tasa puede ser muy valiosa para otras personas que quieren probar nuestra reacción. El rendimiento porcentual se determina usando la siguiente ecuación:
% de rendimiento= rendimiento
real x 100
rendimiento teórico
Puesto que el rendimiento porcentual es un porcentaje, esperarías tener un rendimiento porcentual entre cero y 100. Si tu rendimiento porcentual es mayor a 100, probablemente calculaste o mediste algo de forma incorrecta.
Ejemplo:
supongamos que en el ejercicio anterior, la cantidad real de AlCl3 recogido fue de 400g ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de la reacción?
% de rendimiento= rendimiento real x 100
rendimiento teórico
% de rendimiento= 400 g de AlCl3 x 100= 99.875%
400.5 g de AlCl3
esto quiere decir que el rendimiento real de la reacción fue de 99.875%.
se perdio el 0.125%
PUREZA
Los reactivos que intervienen en las reacciones químicas, pueden contener Impurezas, es decir, que parte de los reactivos son sustancias que no reaccionarán en la reacción que estamos estudiando.
Para diferenciar la parte de reactivo que sí reaccionará (parte pura) de la Que no (parte impura), se define el % de pureza:
% PUREZA = cantidad pura x 100
cantidad total
¿Cuántos gramos de
fluoruro de calcio (CaF2) de 90% de pureza se requieren para
preparar 100 gramos de HF?
CaF2 + H2SO4 à CaSO4 + 2HF
Para dar solución se
requiere expresar los gramos de HF en moles, establecer la razón molar del CaF2
al HF y realizar las operaciones:
100g de HF x 1 mol
de HF x 1 mol de CaF2 x 78g
de CaF2=195gde CaF2
20 g de HF 2
mol de HF 1mol de CaF2
esto quiere decir
que si el CaF2 fuera puro se requerirían 195g. pero como no es totalmente puro se va a
requerir una mayor cantidad, la cual podemos calcular de la siguiente forma:
195g de CaF2 puro x 100
g impuro = 216.7 g de CaF2 impuro
90 g
de CaF2 puro
observen que se
multiplica por 100 y se divide entre 90, para encontrar la cantidad de reactivo
impuro, este debe ser mayor que la del reactivo puro, ya que estas impurezas también
pesan.
Ejemplo 2:
¿Cuántos gramos de ácido
clorhídrico, HCl, se obtienen en la reacción de 30 moles de H2 , con
un exceso de cloro, si el rendimiento de la reacción es del 95%? la ecuación es:
H2 + Cl2
à 2HCl
La solución requiere
establecer la razón molar del HCl y el H2 en la ecuación balanceada
y aplicarla para hallar los gramos de HCl que se pueden obtener con 30 moles,
asi:
30 moles de H2
x 2 moles de HCl x 36.5
g de HCl = 2190 g de HCl
1 mol de H2 1 mol de HCl
2190 g de HCl es la
máxima cantidad de acido que se puede obtener si el rendimiento fuera del 100%,
pero como en el enunciado nos dicen que el rendimiento es del 95%, entonces la
cantidad obtenida debe ser menor y se puede hallar asi:
2190g de HCl x 95
% = 2080.5 g de HCl
100 %
2080.5 g de HCl es
la cantidad obtenida con un rendimiento del 95% en la reacción.
ACTIVIDAD
1. En
la reacción de obtención de la fosfina PH3 a partir de sus
elementos:
2P + 3H2 à 2PH3
¿Cuál es el rendimiento teórico de PH3 a partir de 10g de
hidrogeno y 5 gramos de P?
2. En
un proceso de oxidación del NH3 para obtener ácido nítrico HNO3
se produjeron 1.5 moles de ácido, a partir de 3.75 moles de NH3 y 6
moles de O2. Calcule la cantidad máxima de HNO3 que podría
producirse y el rendimiento real de la reacción:
4NH2 + 7O2 à 2HNO3 + 4H2O + 2 HNO2
3. ¿Cuántos
gramos de Na2SO4 se pueden producir a partir de 750
gramos de NaCl de 88% de pureza?
2NaCl + H2SO4 à Na2SO4 + 2HCl
4. Calcule
la cantidad de óxido de calcio CaO, que puede obtenerse por calentamiento de
200g de un mineral de calcio que contiene 95% de CaCO3 según la ecuación:
CaCO3 + Calor à CaO + CO2
5. Teniendo
en cuenta el problema anterior ¿Cuál sería la pureza si se hubieran obtenido
112g de CaO?
", las cuales están relacionadas con la velocidad de propagación del sonido en el medio correspondiente, ya que :
