Resa di una reazione. Resa di una reazione chimica

Nella maggior parte delle reazioni chimiche eseguite in pratica nelle industrie e nei laboratori, la quantità di prodotto ottenuta è inferiore alla quantità teoricamente prevista. Ciò significa che la resa della reazione non è pari al 100%, in quanto la massa totale dei reagenti non è stata completamente convertita in prodotti.

Questo può accadere a causa di diversi fattori, vedi i più comuni:

• Possono verificarsi reazioni parallele a quella che vogliamo e, di conseguenza, una parte di uno o di entrambi i reagenti viene consumata, formando prodotti indesiderati;
• La reazione può essere incompleta perché reversibile; così, parte del prodotto formato viene nuovamente convertito in reagenti;
• Durante la reazione possono verificarsi perdite di prodotto, ad esempio quando si utilizzano apparecchiature di scarsa qualità o a causa di errori dell'operatore.

Pertanto, è espressamente importante conoscere il reddito reale o resa di reazione che ci si può aspettare nelle condizioni in cui viene condotta la reazione. La resa della reazione è a

percentuale di teoricamente attesa. Per fare ciò, dobbiamo seguire i tre passaggi elencati di seguito:

Vedere alcuni esempi di come viene eseguito questo tipo di calcolo:

1° Esempio: 2 g di idrogeno gassoso (H₂) con 16 g di ossigeno gassoso (O₂), producendo 14,4 g di acqua (H₂O). Calcola la resa effettiva di questa reazione. (Dati: masse molari: H₂ = 2 g/mol; oh₂ = 32 g/mol; H₂O = 18 g/mol).

1° passo:

Dobbiamo scrivere la reazione chimica equilibrato per sapere qual è la resa teorica di questa reazione:

2 ore₂ + 1 O₂ → 2 ore₂oh
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32g 2. 18 g
4g 32g 36g

Teoricamente, 4 g di H₂ ha reagito con 32 g di O_2, producendo 36 g di H₂O. Usando i valori forniti nell'esercizio, facciamo una semplice regola del tre e troviamo la resa teorica. Questo sarà fatto nel passaggio successivo.

2° passo:

È importante controllare se qualcuno dei reagenti sta limitando la reazione, perché se si esaurisce, la reazione si fermerà, indipendentemente da quanto eccesso hai ancora dell'altro reagente. Per saperlo, basta determinare separatamente la quantità di prodotto che si formerebbe da ciascuno dei reagenti:

- Alla H₂: - All'O₂:
4 g di H₂ 36 g di H_2­32 g di H₂ 36 g di H_2­oh
2 g di H₂ x 16 g di H₂ X

x = 2 gr. 36 g = 18 g di acqua x = 16 gr. 36 g = 18 g di acqua
4g 32g

Dato che ha dato la stessa quantità di acqua prodotta ad entrambi, reagiscono in modo proporzionale e non c'è né reagente in eccesso né reagente limitante.

3° Passo:

Ora basta mettere in relazione la resa teorica (18 g di acqua) con la resa effettiva ottenuta nella reazione, che è stata data nell'enunciato (14 g di acqua):

Rendimento teorico 100%
reddito reale x
x = Reddito effettivo. 100%
Rendimento teorico

18 g di acqua al 100%
14,4 g di acqua x
x = 14,4 g. 100%
18 g
x = 80%

La resa di questa reazione è stata pari all'80%.

Ma se sapessimo qual è la resa percentuale e volessimo scoprire la quantità di massa di prodotto ottenuta nella reazione? Il prossimo esempio tratta di questo:

2° Esempio: In una reazione di produzione di ammoniaca (NH)₃), 360 g di idrogeno gassoso (H₂) e una quantità sufficiente di gas azoto (N₂), generando un rendimento del 20%. Qual è stata la massa di ammoniaca ottenuta? (Dati: masse molari: H₂ = 2 g/mol; no₂ = 28 g/mol; NH₃ = 17 g/mol).

1° passo:

1 N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃
1 mol 3 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
1. 28 gr 3. 2g 2. 17 g
28 g 6 g 34 g

Prendiamo come riferimento solo il gas idrogeno, la cui massa utilizzata nella reazione è stata data nell'esercizio:

2° passo:

Poiché l'enunciato diceva che era usato “una quantità sufficiente di gas azoto (N₂)”, sappiamo già che non c'è reagente in eccesso.

Prendiamo come riferimento solo il gas idrogeno, la cui massa utilizzata nella reazione è stata data nell'esercizio:

6 g di H₂ 34 g di NH₃
360 g di H₂ X
x = 360 gr. 34 g = 2040 g di NH₃
6 g

3° Passo:

Rendimento teorico 100%
x Resa percentuale
2040 g di NH₃ 100%
x g di NH₃ 20%
x = 2040 gr. 20%
100%
x = 408 g di NH₃

La reazione di 360 g di gas idrogeno con una resa del 20% fornisce 408 g di gas ammoniaca.

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm