Reacción de adición a doble enlace: masas de reactivos y producto

, por F_y_Q

En una práctica de laboratorio un estudiante hace reaccionar 275 g de but-2-eno al 85 \% de pureza, con 0.095 L de ácido bromhídrico de pureza igual al 75 \% y una densidad de 1.49 g/mL. Determina:

a) El mecanismo de la reacción.

b) ¿Cuánto reactivo en exceso queda sin reaccionar?

c) Cantidad consumida de los reactivos.

d) Cantidad de producto formado, si el rendimiento de la reacción es del 90 \%.

e) El nombre del producto utilizando la nomenclatura IUPAC.


SOLUCIÓN:

a) En primer lugar debes escribir la reacción que tiene lugar:

\color{blue}{\ce{CH3-CH=CH-CH3 + HBr -> CH3-CH2-CHBr-CH3}}


Se trata de una reacción de adición electrofílica al doble enlace.
b) Ahora calculas los moles de cada reactivo que haces reaccionar, para poder determinar cuál es el reactivo limitante:

275\ \cancel{g}\cdot \frac{85\ \cancel{g}\ \ce{C4H8}}{100\ \cancel{g}}\cdot \frac{1\ mol}{56\ \cancel{g}} = \color{blue}{4.17\ mol\ \ce{C4H8}}
95\ \cancel{mL}\cdot \frac{1.49\ \cancel{g}}{1\ \cancel{mL}}\cdot \frac{75\ \cancel{g}\ \ce{HBr}}{100\ \cancel{g}}\cdot \frac{1\ mol}{81\ \cancel{g}} = \color{blue}{1.31\ mol\ \ce{HBr}}
Queda claro que es el ácido bromhídrico el reactivo limitante, por lo que debes referir los cálculos a él. Quedan sin reaccionar:

(4.17 - 1.31)\ \cancel{mol}\cdot \frac{56\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color{red}{\bf 160.2 g\ \ce{C4H8}}}}


c) Se habrá consumido todo el \ce{HBr} y una parte del but-2-eno:

1.31\ \cancel{mol}\ \ce{HBr}\cdot \frac{81\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color{red}{\bf 106.1\ g\ \ce{HBr}}}


1.31\ \cancel{mol}\ \ce{C4H8}\cdot \frac{56\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color{red}{\bf 73.4\ g\ \ce{C4H8}}}


d) Se habrá formado:

1.31\ \cancel{mol}\ \ce{C4H9Br}\cdot \frac{137\ g}{1\ \cancel{mol}}\cdot 0.9 = \fbox{\color{red}{\bf 161.5\ g\ \ce{C4H9Br}}}


e) El producto que se forma se llama 2-bromobutano.