Rendimiento de una reacción entre el hidróxido de litio y el dióxido de carbono (7231)

, por F_y_Q

El hidróxido de litio y el dióxido de carbono reaccionan entre sí para dar hidrogenocarbonato de litio (carbonato ácido de litio). Si al mezclar 2.5 L de hidróxido de litio 0.833 M con 33.55 L de dióxido de carbono, medidos a 15 ^oC y 0.8 atm, se obtienen 1.03 mol de hidrogenocarbonato de litio, ¿cuál será el rendimiento de la reacción? Expresa el resultado con la cantidad correcta de cifras significativas.


SOLUCIÓN:

La reacción que tiene lugar es:

\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{LiOH(ac) + CO2(g) -> LiHCO3(s)}}}


Lo primero que debes hacer es calcular los moles de cada reactivo que haces reaccionar:

0.833\ \frac{\ce{mol\ LiOH}}{\cancel{L}}\cdot 2.5\ \cancel{L} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{2.1\ \ce{mol\ LiOH}}}

PV = nRT\ \to\ n = \frac{PV}{RT} = \frac{0.8\ \cancel{atm}\cdot 33.55\ \cancel{L}}{0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot \cancel{L}}{\cancel{K}\cdot mol}\cdot 288\ \cancel{K}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{1.1\ \ce{mol\ CO2}}}

Como la estequiometría del proceso es 1:1:1, los moles de producto que se esperan son los mismos que los del reactivo limitante, que es el \ce{CO_2}. El rendimiento es:

\eta = \frac{1.03\ \cancel{mol}}{1.1\ \cancel{mol}}\cdot 100 = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 94\%}}