REACTIVO LIMITANTE, PORCENTAJE DE RENDIMIENTO

objetivos

+ Ver si en realidad hay un reactivo límite o hay variación o igualdad de reactivos en sólidos.


+ Comprobar el precipitado y reactivo limite de cada tubo.

teoría

Reactivo limitante

La parte de la química que se encarga del estudio cuantitativo de los reactivos y productos que participan en una reacción se llama estequiometría. La palabra estequiometría deriva de dos palabras griegas: stoicheion, que significa elemento, y metron que significa medida.

La cantidad de reactivos y productos que participan en una reacción química se puede expresar en unidades de masa, de volumen o de cantidad de sustancia. Sin embargo, para hacer cálculos en una reacción química es más conveniente utilizar la cantidad de sustancia.

Los coeficientes estequiométricos obtenidos al balancear la ecuación química, nos permiten conocer la cantidad de productos a partir de cierta cantidad de reactivos, o viceversa. Para poder trabajar con la ecuación química, definimos las relaciones  estequiométricas o factores de conversión que expresan un parámetro constante y universal para cada par de participantes en la reacción. Estas relaciones se obtienen a partir de la ecuación química balanceada y se fundamentan, lógicamente, en la ley de las proporciones definidas.

ej

Una forma de eliminar el CO₂ del aire de una nave espacial consiste en hacer reaccionar dicho gas con NaOH:

CO₂(g)  + NaOH(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O

Se estima que en 24 horas, un astronauta exhala aproximadamente 1000 g de CO₂. ¿Cuántos kilogramos de NaOH se requieren para eliminar el CO₂ exhalado por el astronauta? ¿Cuántos kg de Na₂CO₃ se producen en el proceso?

Ecuación química balanceada:

CO₂(g)  + 2 NaOH(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O

1 mol               2mol                   1 mol         1 mol
44.0 g            2(40.0 g)               106 g          18 g

Relaciones estequiométricas en masa

Relaciones estequiométricas en mol

Ejemplo 4.11.

Un elemento X forma un yoduro XI₃ y un cloruro XCl₃. El yoduro se convierte en cloruro cuando se calienta en una corriente de cloro:

XI₃ + Cl₂ →  XCl₃ + I₂

0.500 g de XI₃ producen 0.236 g de XCl₃. ¿Cuál es la masa molar de X?

2 XI₃ + 3 Cl₂ → 2 XCl₃ + 3 I₂

2 mol     3 mol         2 mol      3 mol

Masa molar de XI₃ = (x + 381) g/mol

Masa molar de XCl₃ = (x + 106.5) g/mol

De acuerdo con la ecuación química balanceada:

Es decir:

PORCENTAJE DE RENDIMIENTO

La cantidad de producto que se obtiene en una ecuación química generalmente es menor que la cantidad de producto calculado a partir de las relaciones estequiométricas.

El menor rendimiento puede deberse a diferentes causas (algunos de los reactivos no alcanza a reaccionar completamente, cantidad de calor es insuficiente, productos que forman nuevamente los reactivos).

 El porcentaje de rendimiento o eficiencia se establece remplazando o despejando los datos de la siguiente fórmula:

% Rendimiento =  (producción real/ producción teórica) x 100%

ACTIVIDAD