Ejercicios de química resueltos. Estequiometría. Rendimiento simple y acoplado. Chang 10ed. 3.16

 [Ejercicios resueltos de rendimiento de la reacción]

 Ejemplo 3.16. El titanio es un metal fuerte, liviano y resistente a la corrosión que se utiliza en cohetes, aviones, motores a reacción y cuadros de bicicleta. Se prepara mediante la reacción del cloruro de titanio(IV) con magnesio fundido entre 950 °C y 1150 °C:

TiCl₄(g) + 2Mg(l) → Ti(s) + 2MgCl₂(l)

En una cierta operación industrial, 3.54 × 10⁷ g de TiCl₄ reaccionan con 1.13 × 10⁷ g de Mg.
(a) Calcula el rendimiento teórico de Ti en gramos.
(b) Calcula el rendimiento porcentual si realmente se obtienen 7.91 × 10⁶ g de Ti.

Etapa analítica

 Primero determinaremos el reactivo limitante usando la forma [3] de los [Teoremas de cantidad de reacción moles, gramos, gases] junto con el [Teorema de masa molar teórica].

Nota, para evitar perdernos con las notaciones científicas usaremos el prefijo Mega para reemplazar x 10⁶, pero como tal reemplazo es algebraico, eso lo haremos en la forma algebraica.

Factor de conversión

Masas molares,

Identificamos el reactivo limitante.

El reactivo limitante es TiCl₄.

(a) Calcula el rendimiento teórico de Ti en gramos.

(b) Calcula el rendimiento porcentual si realmente se obtienen 7.91 × 10⁶ g de Ti.

Por teoremas

Masas molares

         

Y la cantidad de reacción teórica. Con la más pequeña obtenemos la cantidad de reacción real usando el rendimiento dado.

 (a) Calcula el rendimiento teórico de Ti en gramos.

Se calcula con la cantidad de reacción teórica más pequeña

(b) Calcula el rendimiento porcentual si realmente se obtienen 7.91 × 10⁶ g de Ti.

Se puede hacer por masas o por cantidad de reacción, da igual.

Referencias

Ver enlace [Ejercicios resueltos de rendimiento de la reacción]