Rendimiento de reacción

El rendimiento de reacción (o rendimiento químico) es la medida de cuánto producto se obtiene en una reacción química comparado con la cantidad máxima que se esperaba obtener según los cálculos teóricos.

Cuando ocurre una reacción química asumimos que todos los reactivos reaccionan y se convierten enproductos, sin importar la estequiometría. Las reacciones ocurren de la forma en que las escribimos, peropor una variedad de razones las reacciones no se completan al 100%.

Se expresa normalmente como porcentaje de rendimiento:

Rendimiento teórico: El que se obtiene de usar la estequiometría de la reacción para calcular la cantidad de producto formado.

Rendimiento actual: Se obtiene de la medida directa de la cantidad de producto formado en la reacción.

Rendimiento de la reacción: La relación entre el rendimiento actual y el rendimiento teórico, expresado en tanto por ciento.

Algunas razones pueden ser desvíosen la reorganización de los átomos (reacciones secundarias), presencia de contaminantes o de cantidad deenergía requerida.

Por lo que normalmente se forma menos producto del que cabría esperar en función dela cantidad de reactivos utilizados.

En la práctica suele ser frecuente que la cantidad obtenida sea menor de la esperada. Cuando esto ocurre decimos que la reacción tiene un rendimiento inferior al 100%.

Este menor rendimiento se da por diferentes causas:

• La pérdida de material durante su manipulación.

• El desarrollo de la reacción en condiciones inadecuadas.

• La existencia de reacciones paralelas que dan lugar aproductos deseados

EJEMPLO

Se hacen reaccionar diez gramos de óxido de aluminio (Al2O3) con un exceso de ácido clorhídrico (HCl)para obtener veinticinco gramos de cloruro de aluminio.

Al2O3(s) + 6HCl (ac) → 2AlCl3(ac) + 3H2O(l)

a. Calculamos el rendimiento de la reacción.

b. Si el rendimiento teórico fuera del 60%.

¿Cuánto se esperaría que fuera el rendimiento real? Para la resolución del literal a. del ejercicio debemos seguir dos pasos sencillo

PASO 1

Pasamos la cantidad de reactivo que se tenga a unidades de producto deseado.

PASO 2

El valor del enunciado del producto va a ser equivalente al rendimiento real, en este caso es 25gramos de cloruro de aluminio.

El valor obtenido de 25,88 gramos de cloruro de aluminio es el rendimientoteórico porque se lo obtuvo mediante cálculos.

Lo reemplazamos en la fórmula.

RESOLUCIÓN

Para la resolución del literal b. del ejercicio, debemos usar la fórmula:

Los datos que conocemos para poder emplear esta fórmula son:

el rendimiento teórico calculado en el literal a. (25,88g de cloruro de aluminio),

y el porcentaje de rendimiento (60%) mencionado en el enunciado del ejercicio.

EJERCICIOS

a. Si el rendimiento de la producción de etileno (C2H4) es de 40%,

¿qué masa de hexano (C6H14) debemos utilizar para producir 481 g de etileno?

C6H14 → C2H4 + otros productos

b. Se hacen reaccionar 10,0 g de óxido de aluminio con exceso de ácido clorhídrico y se obtienen25,0 g de cloruro de aluminio. Calcula el rendimiento de la reacción.