Page 42 - QuímicaII_v2018

Procesos químicos y el reactivo limitante 35 Así, 3.15 g de aluminio reaccionan estequiométricamente con 12.76 g de HCl. Por
tanto, la cantidad de Al que queda sin reaccionar es:
4.05 g de Al – 3.151 g de Al = 0.90 g de Al, ya redondeado
De esta forma, al terminar la reacción en solución tendremos 15.56 g de AlCl3 que se produjeron y 0.90 g de Al que no reaccionaron (cantidad en exceso).
Rendimiento de las reacciones
En la práctica, las reacciones químicas no siempre dan la cantidad de producto calculado teóricamente. Esto puede deberse a muchas causas: el equipo de laboratorio, el manejo de las sustancias, las condiciones climáticas, etcétera. El rendimiento de una reacción es la relación, en términos de porcentaje, entre la cantidad de producto obtenido y la canti- dad de producto esperado según los cálculos estequiométricos.
Rendimiento porcentual = cantidad de producto obtenido experimentalmente ×100 cantidad de producto calculado teóricamente
Para obtener un mejor rendimiento en la reacción se recomienda usar una cantidad en exceso de uno de los reactivos, que por lo general es el menos costoso, esperando que el otro reactivo, el más caro, se convierta totalmente en producto. Así se asegura la mayor eficiencia de la reacción y un costo económico menor.
Cuando el ácido salicílico (C7H6O3) y el anhídrido acético (C4H6O3) reaccionan se ob- tiene agua y ácido acetilsalicílico (C9H8O4) (figura 1.16), que es el principio activo con- tenido en la aspirina, uno de los analgésicos más populares e importantes. Si se hacen reaccionar 2.0 gramos (g) de ácido salicílico con 5.4 g de anhídrido acético, ¿cuál es el reactivo limitante? ¿Qué cantidad de ácido acetilsalicílico se puede formar con estas cantidades? ¿Qué cantidad del reactivo en exceso queda sin reaccionar? ¿Cuál es el ren- dimiento porcentual si se obtuvieron 2.0 g de ácido acetilsalicílico?
Solución
1. Escribimos la ecuación balanceada:
2C7H6O3 + C4H6O3 → 2C9H8O4 + H2O
2. Calculamos los gramos de ácido acetilsalicílico, el producto principal, que podrían formarse a partir de las cantidades de cada reactivo:
2.0gCHO × 1molC7H6O3 ×2molC9H8O4 ×180.0gC9H8O4 =2.6gCHO 7 6 3 138.0 g C H O 2 mol C H O 1 mol C H O 9 8 4
5.4gCHO × 1 molC4H6O3 ×2 molC9H8O4 ×180.0gC9H8O4 =19gCHO 4 6 3 102.0 g C H O 1 mol C H O 1 mol C H O 9 8 4
3. El reactivo limitante es el ácido salicílico (C7H6O3) porque produce menor cantidad del producto; el reactivo en exceso es el anhídrido acético. Por tanto, en esta reac- ción la cantidad del ácido acetilsalicílico que se produce es 2.6 gramos (g).
EJEMPLO 1.19
Toma noTa
Cuando en una reacción quí- mica no se indica explícita- mente el rendimiento de la re- acción, entonces se considera que es de 100%.
763 763 984
463 463 984
Figura 1.16 Aspirina. Ejemplar Muestra. Prohibida su reproducción total o parcial.
01 GARCIAOK.indd 35
11/26/18
4:19 AM