Cálculo del rendimiento de una reacción

June 17, 2018

 

En la reacción representada por:

 

2Al + 2 NaOH + 2 H2O  ---> 2NaOH + 3H2

 

se hacen reaccionar 6.75g de Al (80% pureza) con 2 dm3 de solución acuosa NaOH de PH=13.05 y exceso en agua obteniendo 5.80 dm3 de gas a 26°C y 0.95 atm.

 

Cuál es el reactivo limitante?

Hallar el rendimiento de la reacción

 

El primer paso es hallar las cantidades de reactivos que se tienen:

Aluminio = 6,75 g x 80 /100 = 5,4 g de aluminio

El otro reactivo es una solución acuosa de NaOH de la que se tienen datos de pH. A partir del pH se halla el pOH y con el la concentración de OH-.

 

pOH = 14 - 13,05 = 0,95

(OH-) = antilog – 0,95 = 0,112 M esta concentración es igual a la concentración inicial de NaOH por estar completamente disociada (base fuerte)

 

Masa NaOH  = 0,11 moles / l x 40 g / mol x 2 l = 8,8 g de NaOH

 

Se tienen 5,4 g de Al y 8,8 g de NaOH.

 

Las cantidades estequeométricas son 54 g de Al y 80 g de NaOH, por lo que el R.L es el Aluminio y es el que determina cuanto H2 se va a formar. Para hallar el rendimiento hay que calcular primero cuál es la cantidad teórica de H2 y luego compararlo con la cantidad obtenida.

 

Según la ecuación:

 

54 g Al ------------------- 3 moles H2

 

En este caso conviene trabajar con moles 5,4 g Al ------------------- x = 0,3 moles H2 (teórico)

 

Aplicando la ecuación de los gases con los datos disponibles:n = P x V / R x T26 º C = 299 º Kn = 0,95 atm x 5,80 l : 0,082 l . atm /ºK mol x 299 º K = 0,225 moles

 

Rendimiento = real / teórico x 100

R = 0,225 / 0,3 x 100 = 74,9 %

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