Rendimiento teórico, rendimiento real y porcentaje de rendimiento de una reacción ( 2 deBGU) Realizar dos ejemplos cambiando los datos

Rendimiento teórico, rendimiento real y porcentaje de rendimiento de una reacción

Se puede pensar que una reacción química progresa hasta que se agota totalmente el reactivo limitante, sin embargo en la realidad esto no sucede siempre ni en todos los casos, por múltiples razones

Unas de las razones son:

-Existe la posibilidad de que no toda la materia prima reaccione

-Es posible que existan reacciones laterales que no lleven al producto deseado o que no pueda recuperarse totalmente el producto formado, lo cual ocasiona una merma en la producción

Con lo anterior se han establecido las nociones de rendimiento:

Rendimiento teórico

-Cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción

Rendimiento real

-Cantidad de producto efectivamente formado en una reacción

Al analizar estos rendimientos, conduce a una desigualdad, puesto que en la práctica, el rendimiento real es igual o menor al rendimiento teórico

Al traducirlo a una fórmula, se puede encontrar el porcentaje de rendimiento de una reacción

Cabe mencionar que los investigadores trabajan frecuentemente modificando todas las variables de temperatura, presión, concentración, catalizadores, etc., para llevar a los procesos del rendimiento real hasta el rendimiento teórico en la medida de lo posible

Ejemplo:

Problemática

-Se preparó sulfato de calcio al hacer reaccionar 200 g de fluoruro de calcio con la cantidad adecuada de ácido sulfúrico

-Es necesario calcular el rendimiento porcentual si se obtuvieron 200 g de sulfato de calcio

Solución

-Se necesita calcular en primera instancia el rendimiento teórico, mediante la determinación de los gramos de CASO₄ que se pueden formar

El rendimiento teórico es de 348.7 g de CASO₄, y como solamente se obtuvieron 200 g, el porcentaje de rendimiento se calcula así:

Rendimiento ( 2 DE BGU) REALIZAR DOS EJEMPLOS SOBRE RENDIMIENTO

Rendimiento

Se cree equivocadamente que las reacciones progresan hasta que se consumen totalmente los reactivos, o al menos el reactivo limitante.

La cantidad real obtenida del producto, dividida por la cantidad teórica máxima que puede obtenerse (100%) se llama rendimiento.

Rendimiento teórico
La cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción, se conoce con el nombre de rendimiento teórico.

A la cantidad de producto realmente formado se le llama simplemente rendimiento o rendimiento de la reacción. Es claro que siempre se cumplirá la siguiente desigualdad

Rendimiento de la reacción ≦ rendimiento teórico

Razones de este hecho:

• es posible que no todos los productos reaccionen 
• es posible que haya reacciones laterales que no lleven al producto deseado 
• la recuperación del 100% de la muestra es prácticamente imposible 

Una cantidad que relaciona el rendimiento de la reacción con el rendimiento teórico se le llama rendimiento porcentual o % de rendimiento y se define así:



Ejemplo: 
La reacción de 6,8 g de H₂S con exceso de SO₂, según la siguiente reacción, produce 8,2 g de S. ¿Cual es el rendimiento?
(Pesos Atómicos: H = 1,008, S = 32,06, O = 16,00).



En esta reacción, 2 moles de H₂S reaccionan para dar 3 moles de S.

1) Se usa la estequiometría para determinar la máxima cantidad de S que puede obtenerse a partir de 6,8 g de H₂S.
(6,8/34) x (3/2) x 32 = 9,6 g
2) Se divide la cantidad real de S obtenida por la máxima teórica, y se multiplica por 100.

(8,2/9,6) x 100 = 85,4%

Rendimiento con Reactivos Limitantes 

Ejemplo:
La masa de SbCl₃ que resulta de la reacción de 3,00 g de antimonio y 2,00 g de cloro es de 3,65 g. ¿Cuál es el rendimiento?
(Pesos Atómicos: Sb = 121,8, Cl = 35,45)



En esta reacción, 1 mol de Sb₄ y 6 moles de Cl₂ reaccionan para dar 4 moles de SbCl₃.

1) Calcular el número de moles que hay de cada reactivo:
Peso Molecular del Sb₄: 487,2

número de moles de Sb₄ = 3/487,2 = 0,006156
Peso Molecular del Cl₂: 70,9

número de moles de Cl₂ = 2/70,9 = 0,0282
2) Comparar con la relación de coeficientes en la ecuación ajustada. La relación es de 1 mol de Sb₄ a 6 moles de Cl₂. Usando la estequiometría:

0,00656/0,0282 = 1/4,3 > 1/6
de modo que el reactivo limitante es el Cl₂. Nosotros sólo tenemos 0,0282 moles de Cl₂.

3) Usar la estequiometría para determinar la máxima cantidad de SbCl₃ que puede obtenerse con 2,00 g de Cl₂ (el reactivo limitante).



4) Dividir la cantidad real de SbCl₃ obtenida por la máxima teórica y multiplicar por 100.

(3,65/4,29) x 100 = 85,08%

Algunos conceptos

Reactivo limitante
Es aquel reactivo concreto de entre los que participan en una reacción cuya cantidad determina la cantidad máxima de producto que puede formarse en la reacción.

Proporción de reacción
Cantidades relativas de reactivos y productos que intervienen en una reacción. Esta proporción puede expresarse en moles, milimoles o masas.

Rendimiento real
Cantidad de producto puro que se obtiene en realidad de una reacción dada. Compárese con rendimiento teórico.

Rendimiento teórico
Cantidad máxima de un producto específico que se puede obtener a partir de determinadas cantidades de reactivos, suponiendo que el reactivo limitante se consume en su totalidad siempre que ocurra una sola reacción y se recupere totalmente el producto. Compárese con rendimiento.

Rendimiento porcentual
Rendimiento real multiplicado por 100 y dividido por el rendimiento teórico.

Porcentaje de pureza
El porcentaje de un compuesto o elemento específico en una muestra impura.

Modificaciones alotrópicas (alótropos)
Formas diferentes del mismo elemento en el mismo estado físico.

Hidruros Metálicos ( 1 DE BGU) REALIZAR DIEZ EJEMPLOS DE HIDRUROS

Hidruros Metálicos
 
Los Hidruros Metálicos se forman de la combinación de un metal con el hidrógeno. De acuerdo a la reglas de la nomenclatura, primero debemos escribimos el metal y seguidamente, el hidrógeno, (Metal+H) con su correspondiente subíndice.

A continuación 20 ejemplos de Hidruros Metálicos:

1.- AlH₃ = Hidruro de Aluminio

2.-BaH₂ = Hidruro de bario

3.- CaH₂ = Hidruro de Calcio

4.- LiH = Hidruro de Litio

5.- MnH₃ = Hidruro de manganeso

6.- AgH = Hidruro de Plata

7.- KH = Hidruro de Potasio

8.- NaH = Hidruro de Sodio

9.- ZnH₂ = Hidruro de Zinc

10.- CoH₃: Hidruro Cobáltico

11.- CoH₂ = Hidruro Cobaltoso

12.- CrH₂ = Hidruro Cromoso

13.- CuH₂ = Hidruro Cúprico

14.- FeH₃ =Hidruro Férrico

15.- FeH₂ = Hidruro Ferroso

16.- VH₂: Hidruro Hipovanadioso

17.- HgH₂ = Hidruro Mercúrico

18.- NiH₃ = Hidruro Niquelíco

19.- PbH₄ = Hidruro Plumbico

20.- TiH₄: Hidruro Titánico

Propiedades y Usos del Amoníaco ( 3 DE BGU A) REALIZAR UN ORGANIZADOR GRÁFICO

Propiedades y Usos del Amoníaco

14 de Junio de 2010 Publicado por Mónica González

En Química, estudiamos entre otros temas las características de los elementos existentes en la naturaleza. Y entre los variados elementos que existen, podemos destacar algunos más empleados o producidos en la industria y que son utilizados en otras áreas. Y entre esos tenemos el amoníaco.
Durante el ciclo del nitrógeno, en el proceso de desnitrificación realizado por las bacterias, el amoníaco (NH₃) producido es devuelto al suelo. El proceso puede ser así presentado.

El amoníaco es un gas incoloro, bastante tóxico que se disuelve bien en agua. Una vez en medio acuoso, el amoníaco forma el hidróxido de amonio (NH₄OH):

El NH₃ puede ser preparado en laboratorio calentándose una sal de amonio con hidróxido de sodio (NaOH). En verdad, es un test común para la identificación de compuestos de NH₄⁺ (amoníaco):

Diferentes aplicaciones
La producción mundial de amoníaco es prácticamente hecha por medio de la reacción entre los gases N₂ e H₂, por el proceso denominado Haber-Bosch:

Esta reacción debe ocurrir en condiciones de presión y temperatura ideales. Esas condiciones son favorecidas por medio del proceso de Haber-Bosch, para que se consiga obtener un mayor rendimiento en la producción de amoníaco.
El amoníaco sirve de materia prima para un número elevado de aplicaciones. El es utilizado en la fabricación de fertilizantes agrícolas, fibras y plásticos, de productos de limpieza, de explosivos, etc.
Entre tantos empleos podemos destacar:
Fertilizantes: sulfato de amoníaco, fosfato de amoníaco, nitrato de amoníaco y urea.
Productos químicos: ácido nítrico (utilizado en la preparación de explosivos)
Fibras y plásticos: Nylon y otras poliamidas
Productos de limpieza: detergentes y suavizantes de ropa
Resumiendo las propiedades del amoníaco podemos citar:
Estado Físico: Gas comprimido licuado
Color: Incoloro
Olor: Olor característico, pungente, sofocante, irritante.
Fórmula: NH₃
Masa Molar: 17,04 g/mol
Ph: Alcalino
Temperaturas específicas:
Punto de Ebullición: -33,35 ºC
Punto de Fusión: -77,73 ºC
Temperatura de descomposición: Por encima de 450ºC
Temperatura de auto ignición: 650 ºC a 1 atm
Temperatura de inflamación: No aplicable
Limites de explosividad:
Inferior: 16%
Superior: 25%
Masa volmínica: 0,682 g/cm3 (líquido a -33,4ºC)
Densidad relativa de vapor: (a –33,5ºC e 1 atm) 0,5963
Masa Específica: 0,771 kg/m3 a 0 ºC e 1 atm
Presión de vapor: (23,9 º C) 9,560 atm

ALCOHOLES ( 3 DE BGU) REALIZAR DIEZ EJERCICIOS DE ALCOHOLES CON RADICALES

Molécula de Etanol
 CH₃-CH₂-OH

Los Alcoholes: 

Los Alcoholes son compuestos orgánicos que poseen el Grupo Hidroxilo (-OH).

La fórmula general de un alcohol es: C_nH_2n+1OH.

Los Fenoles son un tipo especial de Alcoholes en los que el Grupo Hidroxilo se encuentra unido a un anillo de benceno.

Nomenclatura de los Alcoholes:

Según la IUPAC, los Alcoholes se nombran de la siguiente manera:

1. Se añade la terminación "-ol" al alcano de igual número de carbonos y se identifica la posición del carbono al que se enlaza el Grupo Hidroxilo (-OH):
• CH₃-OH → metanol (aquí no es necesario indicar la posición)
  
• CH₃-CH₂-OH → etanol (aquí tampoco es necesario indicar la posición)
• CH₃-CH₂-CH₂-OH → 1-propanol
• CH₃-CHOH-CH₃ → 2-propanol
• CH₃-CH₂-CHOH-CH₃ → 2-butanol 
• ... 
2. Si contienen 2 Grupos Hidroxilo se denominan Dioles y si tienen 3 o más: Polialcoholes
3. Si posee ramificaciones se indican con números, siendo la principal la de mayor número de carbonos:

   

   3-Etilhexan-2-ol

4. Cuando hay grupos funcionales de mayor prioridad, el OH se nombra con el prefijo "hidroxi-":
• CH₃-CH₂-CH₂-CHOH-CH₂-COOH → ácido 3-hidroxihexanoico
• CH₃-CH₂-CHOH-HC=O → 2-hidroxibutanal

Ejercicios de Alcoholes:

A continuación, dos ejercicios sobre la nomenclatura de alcoholes.

Ejercicio 1: nombrar los siguientes alcoholes a partir de su fórmula estructural:

• CH₂OH-CH₂-CH₂-CH₃ → 1-butanol
• CH₃-CH₂-CHOH-CH₂-CH₃ → 3-pentanol
  
• CH₂OH-CH₂OH → 1,2-etanodiol
  
• CH₂OH-CH₂-CHOH-CH₂OH → 1,2,4-butanotriol

Ejercicio 2: determinar la fórmula estructural de los siguientes alcoholes:

• 1,5-heptadien-3-ol → CH₃-CH=CH-CH₂-CHOH-CH=CH₂
• 4-penteno-1,2,3-triol → CH₂=CH-CHOH-CHOH-CH₂OH

Tipos y Ejemplos de Alcoholes:

• Según la estructura del carbono enlazante: pueden ser primarios, secundarios y terciarios:
  

Alcohol Primario	Alcohol Secundario	Alcohol Terciario

• Alcoholes Primarios: el Carbono enlazado al Grupo Hidroxilo tiene un sustituyente R. Ejemplos:
• CH₃-CH₂-OH  → Etanol o Alcohol Etílico
• CH₃-CH₂-CH₂-OH  → 1-Propanol
• CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-OH  → 1-Pentanol 
• Alcoholes Secundarios: el Carbono enlazado al Grupo Hidroxilo tiene 2 sustituyentes R y R':



2-propanol o alcohol isopropílico

• Alcoholes Terciarios: el Carbono enlazado al Grupo Hidroxilo tiene 3 sustituyentes R, R' y R'':



2-metil-2 propanol o alcohol terbutílico

• Según el número de Grupos Hidroxilos:
• Monoalcohol, Monol o Alcohol Monohidroxílico: formado por 1 Grupo Hidroxilo

Etanol (alcohol etílico)	2-Propanol  (alcohol isopropílico)	2-metil-2propanol  (alcohol terbutílico)	1,2-Propanodiol	o-metil fenol

• Polialcoholes: poseen dos o más Grupos Hidroxilos
• Dioles, Glicoles o Alcoholes Dihidroxílicos: 2 Grupos Hidroxilo

1,2-Etanodiol		1,2 Dihidroxifenol o  Ortofenol Diol	1,2-Propanodiol

• Trioles: 3 Grupos Hidroxilo



Propano-1,2,3-triol

(Glicerol o Glicerina)

• Más de 3 Grupos Hidroxilo:
• C₄H₆(OH)₄ → Butano-1,2,3,4-tetraol
  
• C₅H₇(OH)₅ → Pentano-1,2,3,4,5-pentol
• C₆H₈(OH)₆ → Hexano-1,2,3,4,5,6-hexol
• C₇H₉(OH)₇ → Heptano-1,2,3,4,5,6,7-heptol 

• Según el tipo de radial R:
• Alcoholes Alifáticos: el radical R es una cadena alifática (alcanos, alquenos, alquinos o cicloalcanos
• CH₃-CH₂-OH  → Etanol o Alcohol Etílico
• CH₃-CH₂-CH₂-OH  → 1-Propanol
• Fenoles o Alcoholes Aromáticos: el radical es un derivado del benceno

1-Fenil etanol	Fenol	1,2 Dihidroxifenol o  Ortofenol Diol	2-Fenil etanol	2-isopropil fenol

Propiedades de los Alcoholes:

• Forman enlaces o puentes de hidrógeno que dan lugar a que sean solubles en agua y a que sus puntos de ebullición más altos que los respectivos alcanos
• Son líquidos e incoloros a temperatura ambiente por regla general
• Menos densos que el agua

Reacciones de los Alcoholes:

Las principales reacciones en las que se ven envueltos los alcoholes son:

• Halogenación de alcoholes:

(H₃C)₃C-OH + HCl → (H₃C)₃C-Cl + H₂O
CH₃-(CH₂)₆-OH + SOCl₂ → CH₃-(CH₂)₆-Cl + SO₂ + HCl

• Oxidación de alcoholes

• Deshidratación de alcoholes

Otros Grupos Funcionales: