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Estequiometría: reactivo limitante y rendimiento (2861)

Viernes 12 de diciembre de 2014, por F_y_Q

Dada la siguiente reacción química, en la que se hacen reaccionar 36 g de $\ce{Na_2SO_4}$ , con una pureza del $95\ \%$ , y 27 g de $\ce{BaCl_2}$ , con pureza del $98\ \%$ , y teniendo en cuenta que el rendimiento de la reacción es del $75\ \%$ , calcula:

$\ce{Na_2SO_4 + BaCl_2 -> BaSO_4 + NaCl}$

a) Ecuación balanceada.

b) El número de moles y gramos formados en la reacción.

Datos: Na = 23 ; Ba = 137.3 ; S = 32; O = 16 ; Cl = 35.5

a) La reacción química balanceada es:

$\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{Na_2SO_4 + BaCl_2 -> BaSO_4 + 2NaCl}}}}$

b) Primero calculas la cantidad de cada reactivo puro que tienes:

$36\ \cancel{g\ comp_1}\cdot \frac{95\ \ce{g\ Na_2SO_4}}{100\ \cancel{g\ comp_1}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{34.2\ \ce{g\ Na_2SO_4}}}$

$27\ \cancel{g\ comp_2}\cdot \frac{98\ \ce{g\ BaCl_2}}{100\ \cancel{g\ comp_2}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{26.46\ \ce{g\ BaCl_2}}}$

Las masas moleculares de cada reactivo son:

$\ce{Na_2SO_4} = 2\cdot 23 + 1\cdot 32 + 4\cdot 16 = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{142\ \frac{g}{mol}}}$

$\ce{BaCl_2} = 1\cdot 137.3 + 2\cdot 35.5 = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{208.3\ \frac{g}{mol}}}$

Los moles de partida serán:

$34.2\ \cancel{g}\ \ce{Na_2SO_4}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{142\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.24 \ce{mol\ Na_2SO_4}}}$

$26.46\ \cancel{g}\ \ce{BaCl_2}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{208.3\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.13 mol \ce{BaCl_2}}}$

Como la estequiometría de la reacción es 1:1, el reactivo limitante será el $\ce{BaCl_2}$ . Tienes que referir los cálculos a este reactivo.
El rendimiento de la reacción nos indica que, por cada mol de reactivo, solo se forman 0.75 mol de producto, eso quiere decir que solo reaccionan:

$0.13\cdot 0.75 = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{0.1 mol de \ce{BaCl_2}}}$

Atendiendo a la estequiometría de la reacción:

$0.1\ \cancel{\ce{mol\ BaCl_2}}\cdot \frac{1\ \ce{mol\ BaSO_4}}{1\ \cancel{\ce{mol\ BaCl_2}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{0.1 mol \ce{BaSO_4}}}}$

$0.1\ \cancel{\ce{mol\ BaCl_2}}\cdot \frac{2\ \ce{mol\ NaCl}}{1\ \cancel{\ce{mol\ BaCl_2}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{0.2\ mol\ NaCl}}}$

Lo último que debes hacer es expresar estos moles en gramos:

$0.1\ \cancel{mol}\ \ce{BaSO_4}\cdot \frac{233.3\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{23.3 g \ce{BaSO_4}}}}$

$0.2\ \cancel{mol}\ \ce{NaCl}\cdot \frac{58.5\ g}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{11.7 g NaCl}}}$

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27 de noviembre de 2024, 16:35, por Angela

Excelente ejemplo!
- 28 de noviembre de 2024, 03:12, por F_y_Q
  
  Muchas gracias por dejar tu comentario. Es bueno saber que te ha gustado.

Estequiometría: reactivo limitante y rendimiento (2861)

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