El rendimiento de la reacción es un concepto más complejo de lo que parece, ya que, por tradición, suele definirse en función de la masa del producto. Generalmente, se calcula como el cociente entre la masa real obtenida y la masa teórica esperada de un producto específico, considerado clave en el proceso.
Figura 1. El rendimiento de la reacción se define como el cociente entre la masa experimental del producto obtenido y la masa teórica calculada según la estequiometría de la reacción. Este parámetro permite evaluar cuán eficiente ha sido una síntesis química, comparando lo que realmente se produjo con lo que se esperaba en condiciones ideales. Es clave en procesos químicos y análisis industriales.
Este enfoque, aunque práctico, implica ciertas limitaciones, ya que ignora otros factores como la pureza, los subproductos o las pérdidas por manipulación. Sin embargo, sigue siendo una herramienta fundamental para evaluar la eficiencia de una reacción química, especialmente en contextos industriales o de laboratorio, donde maximizar el uso de los reactivos y minimizar los residuos es esencial.
Resaltar que esta definición se basa en la masa ayuda a distinguirla de otras formas de medir el rendimiento, como el rendimiento molar o el rendimiento basado en energía, que también pueden ser relevantes según el contexto.
Una definición mas profunda.
Podríamos conformarnos con esa definición y continuar, pero es importante plantearnos algunas preguntas clave: ¿qué sucede si necesitamos calcular el rendimiento sin tener acceso a la masa? Si este concepto está relacionado con la reacción química, ¿sería posible evaluarlo utilizando otros parámetros intrínsecos de la reacción?
Para responder con rigor, debemos ir más allá de la definición tradicional. La verdadera esencia del rendimiento de una reacción es más profunda: se trata del cociente entre la cantidad de reacción que realmente ocurre y la cantidad de reacción teórica o esperada en esta demostración.
Figura
2. Definición básica del rendimiento de la reacción.
Demostración.
Este enfoque permite generalizar el concepto más allá de la masa, aplicándolo a cualquier magnitud relacionada con el avance de la reacción, como los moles, el volumen de un gas o incluso la conductividad en ciertos casos experimentales.
Figura 3. El rendimiento de la reacción como función de la masa de un reactivo clave. Demostración.
Referencias
Baeza Baeza, J. J., & García Álvarez-Coque, M. C.
(2014). Extent of reaction
balances. A convenient tool to study chemical equilibria.
Brown, T.
L., LeMay, H. E. J., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P., &
Stoltzfus, M. W. (2015). Chemistry the Central Science.
Brown, T.
L., LeMay, H. E. J., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P., Stoltzfus, M.
W., & Lufaso, M. W. (2022). Chemistry, the central science (15th ed.).
Pearson.
Chang, R.
(2010). Chemistry (10th ed.). McGraw-Hill New York.
Chang, R.,
& Overby, J. (2021). Chemistry (14th ed.). McGraw-Hill.
da Silva,
D. J. (2017). The basis of the limiting reagent concept, its identification and
applications. World Journal of Chemical Education, 5(1),
1-8.
García García, J. L. (2020). El álgebra de la
estequiometría. Educación química, 31(1), 138-150.
García García, J. L. (2021). Hacia un equilibrio químico
verdaderamente analítico. Educación química, 32(1), 133-146.
Garst, J.
F. (1974). The extent of reaction as a unifying basis for stoichiometry in
elementary chemistry. Journal of Chemical Education, 51(3),
194.
Matamala, M., & González Tejerina, P. (1975). Química
(1ª ed.). Bogotá: Ediciones Cultural.
Moretti, G.
(2015). The “extent of reaction”: a powerful concept to study chemical
transformations at the first-year general chemistry courses. Foundations
of Chemistry, 17(2), 107-115.
Mousavi, A.
(2019). Stoichiometry of equations through the Inverse de Donder
relation. Chemistry Teacher International, 1(1),
20180006.
Schmitz, G.
(2005). What is a reaction rate?. Journal of chemical education, 82(7),
1091.
Seager, S.
L., Slabaugh, M. M., & Hansen, M. M. (2022). Chemistry for Today (10th
ed.). Cengage Learning.
Smith, W.
R., & Missen, R. W. (1979). What is chemical stoichiometry?. Chemical
Engineering Education, 13(1), 26-32.
SOLAZ, J. J., & Quilez, J. (2001). Changes of extent of reaction in open chemical
equilibria. Chemistry Education Research and Practice, 2(3),
303-312.
Vandezande, J. E., Vander Griend, D. A., & DeKock, R. L.
(2013). Reaction extrema:
Extent of reaction in general chemistry. Journal of Chemical Education, 90(9),
1177-1179.
Zumdahl, S.
S., Zumdahl, S. A., DeCoste, D. J., & Adams, G. (2018). Chemistry (10th
ed.). Cengage Learning.
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