Contenido

• Al paso
• Parte 1 de 2: Determinación del reactivo limitante
• Parte 2 de 2: Determinación del rendimiento teórico

El rendimiento teórico es un término utilizado en química para la cantidad máxima de una sustancia que se espera de una reacción química. Empiece equilibrando una ecuación de reacción y definiendo el reactivo limitante. Cuando mide la cantidad de reactivo que desea utilizar, puede calcular la cantidad de sustancia obtenida. Este es el rendimiento teórico de la ecuación. En un experimento real, es probable que pierda algo porque no es un experimento ideal.

Al paso

Parte 1 de 2: Determinación del reactivo limitante

1. Comience con una reacción de equilibrio. Una ecuación de reacción es similar a una receta. Muestra qué reactivos (a la izquierda) reaccionan entre sí para formar productos (a la derecha). Una reacción de equilibrio tendrá el mismo número de átomos en el lado izquierdo de la ecuación (como reactivos) que en el lado derecho (en forma de productos).
   • Por ejemplo, digamos que tenemos la ecuación simple ${ Displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Calcula la masa molar de cada reacción. Usando la tabla periódica o algún otro libro de referencia, busque la masa molar de cada átomo en cada composición. Súmelos para encontrar la masa molar de cada compuesto de reactivos. Haga esto para una sola molécula del compuesto. Considere nuevamente la ecuación de la conversión de oxígeno y glucosa en dióxido de carbono y agua: ${ Displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Convierta la cantidad de cada reactivo de gramos a moles. Para un experimento real, se conocerá la masa en gramos de cada reactivo que utilice. Divida este valor por la masa molar de esa sustancia en conversión al número de moles.
     • Por ejemplo, suponga que comienza con 40 gramos de oxígeno y 25 gramos de glucosa.
     • 40 g ${ Displaystyle O_ {2}}$Determine la relación molar de los reactivos. Un lunar es una herramienta de cálculo utilizada en química para contar moléculas en función de su masa. Al determinar la cantidad de moles de oxígeno y glucosa, sabrá con cuántas moléculas de cada uno comienza. Para encontrar la proporción de ambos, divida el número de moles de un reactivo por los del otro.
       • En el siguiente ejemplo, comienza con 1,25 moles de oxígeno y 0,139 moles de glucosa. Entonces, la proporción de moléculas de oxígeno y glucosa es 1.25 / 0.139 = 9.0. Esta proporción significa que tiene nueve veces más moléculas de oxígeno que glucosa.
     • Determine la proporción ideal para la reacción. Mira la respuesta de equilibrio. Los coeficientes de cada molécula te indican la proporción de moléculas que necesitas para que se produzca la reacción. Si está usando exactamente la proporción dada por la fórmula, entonces ambos reactivos deben usarse por igual.
       • Para esta reacción, los reactivos se dan como ${ Displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Compare las proporciones para encontrar el reactivo limitante. En la mayoría de las reacciones químicas, uno de los reactivos se consumirá antes que el otro. El reactivo que se consume primero se llama reactivo limitante. Este reactivo limitante determina cuánto tiempo puede continuar la reacción química y el rendimiento teórico que puede esperar. Compare las dos proporciones que calculó para determinar el reactivo limitante:
         • En el siguiente ejemplo, comienza con nueve veces más oxígeno que glucosa, medido en moles. La fórmula le dice que su proporción ideal es seis veces más oxígeno a glucosa. Entonces necesitas más oxígeno que glucosa. Entonces, el otro reactivo, glucosa en este caso, es el reactivo limitante.

Parte 2 de 2: Determinación del rendimiento teórico

1. Vea la respuesta para encontrar el producto que desea. El lado derecho de una ecuación química muestra los productos que produce la reacción. Cuando la reacción está equilibrada, los coeficientes de cada producto indican cuántas de cada proporción molecular puede esperar. Cada producto tiene un rendimiento teórico, o la cantidad de producto que esperaría cuando la reacción esté completamente completa.
   • Continuando con el ejemplo anterior, analiza la respuesta ${ Displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Registre la cantidad de moles de su reactivo limitante. Siempre debe comparar la cantidad de moles de reactivo limitante con la cantidad de moles de un producto. Si intenta comparar la masa de cada uno, no obtendrá el resultado correcto.
     • En el ejemplo anterior, la glucosa es el reactivo limitante. Según los cálculos de masa molar, los primeros 25 g de glucosa equivalen a 0,139 mol de glucosa.
   • Compare la relación entre las moléculas del producto y el reactivo. Regrese a la reacción de equilibrio. Divida la cantidad de moléculas de su producto deseado por la cantidad de moléculas de su reactivo limitante.
     • La reacción de equilibrio para este ejemplo es ${ Displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Multiplique esta relación por el número de moles del reactivo limitante. La respuesta es el rendimiento teórico, en moles, del producto deseado.
       • En este ejemplo, los 25 g de glucosa equivalen a 0,139 moles de glucosa. La proporción de dióxido de carbono y glucosa es 6: 1. Espera poder producir seis veces más moles de dióxido de carbono que la cantidad de moles de glucosa con la que comenzó.
       • El rendimiento teórico de dióxido de carbono es (0,139 moles de glucosa) x (6 moles de dióxido de carbono / mol de glucosa) = 0,834 moles de dióxido de carbono.
     • Convierta el resultado a gramos. Este es el reverso del paso anterior para calcular el número de moles o la cantidad de reactivo. Cuando sepa la cantidad de moles que puede esperar, multiplique eso por la masa molar del producto para encontrar el rendimiento teórico en gramos.
       • En el siguiente ejemplo es la masa molar de CO₂ aproximadamente 44 g / mol. (La masa molar de carbono es ~ 12 g / mol y la de oxígeno ~ 16 g / mol, por lo que el total es 12 + 16 + 16 = 44).
       • Multiplica 0,834 moles de CO₂ x 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 gramos. El rendimiento teórico del experimento es de 36,7 gramos de CO₂.
     • Repita el cálculo para el otro producto, si lo desea. En muchos experimentos, es posible que solo le interese el rendimiento de un producto en particular. Si quieres conocer el rendimiento teórico de ambos productos, solo tienes que repetir el proceso.
       • En este ejemplo, el agua es el segundo producto. ${ Displaystyle H_ {2} O}$. De acuerdo con la reacción de equilibrio, puede esperar seis moléculas de agua de una molécula de glucosa. Esta es una proporción de 6: 1. Entonces, 0.139 moles de glucosa deberían resultar en 0.834 moles de agua.
       • Multiplica el número de moles de agua por la masa molar de agua. La masa molar es 2 + 16 = 18 g / mol. Multiplicado por el producto, esto da como resultado 0.139 mol H₂O x 18 g / mol H₂O = ~ 2,50 gramos. El rendimiento teórico de agua en este experimento es de 2,50 gramos.