Ejercicios de química resueltos. Estequiometría. Rendimiento simple y acoplado. García 12.

 

 [Ejercicios resueltos de rendimiento de la reacción]

 El sustituto de la aspirina, el acetaminofén (C₈H₉O₂N), se produce mediante la siguiente síntesis en tres pasos:

(a) C₆H₅O₃N (s) + 3 H₂ (g) + HCl (aq) → C₆H₈ONCl (s) + 2 H₂O (l)

(b) C₆H₈ONCl (s) + NaOH (aq) → C₆H₇ON (s) + H₂O (l) + NaCl (aq)

(c) C₆H₇ON (s) + C₄H₆O₃ (l) → C₈H₉O₂N (s) + HC₂H₃O₂ (l).

Las dos primeras reacciones tienen rendimientos porcentuales de masa del 87% y 98%, respectivamente. La reacción global produce 3 moles de acetaminofén por cada 4 moles de C₆H₅O₃N reaccionados.

a. ¿Cuál es el rendimiento porcentual en masa para el proceso global?

b. ¿Cuál es el rendimiento porcentual en masa de la Etapa III?

Etapa analítica

Realizamos el balance para los números netos. En este caso las intermedias ya están balanceadas, por lo que resaltamos las dos sustancias finales y sus intermediarios clave. Las demás sustancias las ubicamos como (otros)

(a) C₆H₅O₃N (s) + otros → C₆H₈ONCl (s) + otros

(b) C₆H₈ONCl (s) + otros → C₆H₇ON (s) + otros

(c) C₆H₇ON (s) + otros → C₈H₉O₂N (s) + otros

Dado que todos los pasos son 1:1, la reacción neta es

(neta) C₆H₅O₃N (s) + otros → C₈H₉O₂N (s) + otros

a. ¿Cuál es el rendimiento porcentual en masa para el proceso global?

 Usaremos la forma [1] de los [Teoremas de rendimiento reactivo a producto]

b. ¿Cuál es el rendimiento porcentual en masa de la Etapa III?

Desplegamos [Teorema del rendimiento de reacciones acopladas] y despejamos el rendimiento en el paso III

Referencias

Ver enlace [Ejercicios resueltos de rendimiento de la reacción]