Reactivo limitante y rendimientos de una reacción de neutralización (7228)

, por F_y_Q

Se hacen reaccionar 45.3 g de \ce{Al(OH)3} con 123.42 g de \ce{H3PO4} . Si se forman 62.45 g de \ce{AlPO4} , escribe la ecuación ajustada y determina:

a) El reactivo limitante.

b) El rendimiento teórico de la reacción.

c) El rendimiento práctico de la reacción.

d) El porcentaje del rendimiento.

Masas atómicas: Al = 27 ; O = 16 ; H = 1 ; P = 31


SOLUCIÓN:

La reacción que tiene lugar es:

\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{Al(OH)3 + H3PO4 -> AlPO4 + 3H2O}}}


Las moleculares de los reactivos y producto son:

\ce{Al(OH)3}:\ 27 + (16 + 1)\cdot 3 = 78\ \textstyle{g\over mol}
\ce{H3PO4}:\ 1\cdot 3 + 31 + 16\cdot 4 = 98\ \textstyle{g\over mol} ; \ce{AlPO4}:\ 27 + 31 + 16\cdot 4 = 122\ \textstyle{g\over mol}

a) Para calcular el reactivo limitante puedes tener en cuenta la relación másica entre los reactivos y el producto, a partir de la estequiometría de la reacción:

\frac{78\ g\ \ce{Al(OH)3}}{98\ g\ \ce{H3PO4}} = \frac{x}{123.42\ g\ \ce{H3PO4}}\ \to\ x = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{98.23\ g\ \ce{Al(OH)3}}}

Como la masa de \ce{Al(OH)3} necesaria es MAYOR que la masa que se ha hecho reaccionar, \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{el\ reactivo\ limitante\ es\ el}\ \bf \ce{Al(OH)3}}}.

b) El rendimiento teórico de la reacción es el producto de los moles de reactivo limitante que han reaccionado por la relación estequiométrica entre los moles de producto obtenidos y los moles de reactivo limitante:

\eta_t = n_{\ce{Al(OH)3}}\cdot \frac{n_{\ce{AlPO4}}}{n_{\ce{Al(OH)3}}}\ \to\ \eta_t = 45.3\ \cancel{g}\cdot \frac{1\ mol}{78\ \cancel{g}}\cdot 1 = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 0.58\ mol}}


c) El rendimiento de la reacción es el cociente entre los moles de producto obtenidos y los moles teóricos calculados anteriormente:

\eta = \frac{62.45\ \cancel{g}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{122\ \cancel{g}}}{0.58\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 0.88}}


d) Para expresarlo en tanto por ciento solo tienes que multiplicar por 100 el rendimiento anterior:

\eta = 0.88\cdot 100 = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{88\%}}}