ESTEQUIOMETRIA ENVOLVENDO RENDIMENTO DA REACÇÃO

Na prática quando uma reacção química ocorre a quantidade de produtos obtidos não chega a ser a quantidade que teoricamente se esperava obter, então dizemos que a reacção não teve o rendimento teórico (rendimento esperado de acordo com a estequiometria da reacção química), ou seja, o rendimento real da reacção foi menor que o rendimento previsto teoricamente (rendimento teórico). Isso pode se dever a vários factores como a impureza dos reagentes, a reversibilidade da reacção, a deficiência da aparelhagem usada, o não domínio da aparelhagem por parte do operador, etc. Estes factores contribuem para que não haja uma conversão integral dos reagentes em produtos. Assim:

Rendimento teórico ____________ 100%

Rendimento real      ______________ ɳ

Portanto, o rendimento de uma reacção pode ser definido como sendo o quociente entre o rendimento real e o rendimento teórico:

No cálculo estequiométrico envolvendo o rendimento da reacção de um modo geral, podemos encontrar duas situações:

• O exercício fornece o rendimento da reacção e pede para calcular a quantidade do produto formado;

• O exercício fornece a quantidade de produto formado e pede para calcular o rendimento da reacção.

Para um melhor entendimento deste assunto resolveremos um exercício para cada uma das situações acima descritas.

EXEMPLO 1

1^a Situação: Fornece o rendimento da reacção e pede para calcular a quantidade do produto formado:

Calcule a massa de CaO produzida pela decomposição térmica de 200 g de CaCO₃ com rendimento de 80%?

RESOLUÇÃO

1^o Passo: Escrever a equação da reacção e acertar

CaCO_{3 (s)}  → CaO_(s) + CO_2(g)

2^o Passo: Estabelecer a proporção em mol

CaCO_{3 (s)}      →    CaO_(s)   +   CO2_(g)

1 mol                    1 mol        1 mol

3^o Passo: Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos

CaCO_{3 (s)}      →    CaO_(s)   +   CO2_(g)

1 mol                    1 mol        1 mol

100 g  ________ 56 g

200 g  ________ x

100 g · x = 200 g · 56 g

x = 200 g · 56 g

          100 g

x = 112 g

Estes 112 g de CaO seriam obtido se o rendimento da reacção fosse de 100%, mas não é. Tal como é possível perceber pelo exercício, o rendimento da reacção é de 80% . Assim:

Rendimento teórico = 112 g

Rendimento real = ?

Usando a relação abaixo teremos:

Rendimento teórico ____________ 100%

Rendimento real      ______________ x

112 g _________ 100%

       y  _________ 80%

112 g · 80% = y · 100%

y = 112 g · 80%

         100%

y = 89,6 g CaO

Na prática pelo facto de o rendimento da reacção ser de 80% a quantidade de obtida de CaO é de 89,6 g e não de 112 g como teoricamente se previa.

EXEMPLO 2

2^a Situação: Fornece a quantidade de produto formado e pede para calcular o rendimento da reacção

(UEM – 2020) Fazendo reagir 3,4 g de NH₃ com quantidade suficiente de O₂, segundo a reacção 4NH₃   +   3 O₂ → 2N₂    +   6H₂O

obteve-se 2,1 g de N₂. O rendimento dessa reacção foi aproximadamente de:

(Dados: massas molares em g/mol: H = 1; N = 14 e O = 16)

A 75%                         

B 70%                         

C 50%                         

D 25%                         

E 20%

RESOLUÇÃO

1^o Passo: Escrever a equação da reacção e acertar

4NH₃   +   3 O₂ → 2N₂    +   6H₂O

2^o Passo: Estabelecer a proporção em mol

4NH₃    +   3 O₂      →    2N₂     +   6H₂O

4 mol         3 mol           2 mol       6 mol

3^o Passo: Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos

Neste caso temos a quantidade obtida (rendimento real) que é de 2,1 g de N₂. Só que o temos que fazer aqui é determinar a quantidade teórica (rendimento teórico) isto é, a quantidade que se espera obter:

4NH₃    +   3 O₂      →    2N₂     +   6H₂O

4 mol         3 mol           2 mol       6 mol

4 · 17 g  ___________ 2 · 28 g

3,4 g      ___________ y

4 · 17 g · y = 3,4 g · 2 · 28 g

y = 3,4 g · 2 · 28 g

           4 · 17 g

y = 2,8 g

Então teoricamente esperava-se obter 2,8 g de N₂ porém na prática obteve-se 2,1 g assim:

Rendimento real = 2,1 g

Rendimento teórico = 2,8 g

 

Alternativa: A

Por: Miguel Pascoal

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