lunes, 27 de febrero de 2012

ESTEQUIOMETRÍA (porcentaje de rendimiento y pureza)


PUREZA DE LOS REACTIVOS.
Con frecuencia en los laboratorios  e industrias reactivos que se emplean presentan impurezas y esto afecta la calidad del producto, el cual no se obtendrá en estado puro.
Como las relaciones estequiométricas se basan en sustancias puras es necesario estar seguros de que las cantidades tomadas para los cálculos correspondan a material puro que se encuentra en los reactivos con impurezas.
La cantidad sustancia pura (SP) de una sustancia impura (SI) se puede calcular de la siguiente manera:
SP = (SI x %Pureza)/100

PORCENTAJE DE RENDIMIENTO.
La cantidad de producto que se obtiene en una ecuación química generalmente es menor que la cantidad de producto calculado a partir de las relaciones estequiométricas.
El menor rendimiento puede deberse a diferentes causas (algunos de los reactivos no alcanza a reaccionar completamente, cantidad de calor es insuficiente, productos que forman nuevamente los reactivos).
 El porcentaje de rendimiento o eficiencia se establece remplazando o despejando los datos de la siguiente fórmula:
% Rendimiento =  (producción real/ producción teórica) x 100%

A continuación un video donde muestran la aplicación de la pureza y porcentaje de rendimiento en una reacción


Actividades de práctica para el afianzamiento en el aula y en casa. (Espero comentarios, sí los tiene respecto a las dudas presentadas al desarrollar algún ejercicio de los propuestos).

11. El Hg (SCN)2  se obtiene de la siguiente reacción:
2NH4SCN + Hg(NO3)2 Hg(SCN)2  + 2NH4NO3
Determine
a)      Los gramos de NH4SCN requeridos para reaccionar con 4,50 gramos de Hg(NO3)2
b)      El rendimiento teórico en gramos de Hg(SCN)2
c)       El porcentaje de rendimiento si se obtuvieron 3,39 gramos de  Hg(SCN)2

22. Se hacen reaccionar una muestra de 6,5 gramos de cromo del 75% de pureza con 20 gramos de oxigeno del 90% de pureza. ¿cuántos gramos de oxido de cromo (III) pueden producirse?; ¿qué cantidad de moles de reactivo en exceso quedan al terminar la reacción?

33. Una de las reacciones primarias en la refinación del hierro, en un alto horno, es la del óxido férrico o hematita con el monóxido de carbono la ecuación balanceada para la reacción es :
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
a)      Sí la reacción es del 94%, ¿Cuánto hierro puede obtenerse de 4000 gramos de Fe2O3
b)      ¿cuántos gramos de gas carbónico, como subproducto de contaminación, pueden obtenerse a partir de 4000 gramos de oxido férrico.

  4. El carburo de silicio, SiC, también llamado carborundo es un material sumamente utilizado como abrasivo, debido a su extrema dureza. Se obtiene por calentamiento, en un horno eléctrico, de una mezcla de arena (cuyo principal componente es SiO2) y el carbón coque, con lo cual se efectúa la siguiente reacción:        SiO2 + 3C  SiC + 2CO.
      En cierto proceso se partió de 400 gramos de arena que contenía 20% de SiO2. ¿Cuánto carborundo se obtuvo?

  5. Cuántos gramos de piedra caliza que contiene 95% de CaCO3 deben descomponerse por calentamiento para producir 50 g de óxido de calcio, CaO? la ecuación es:          CaCO→ CaO CO2        

  6. Una síntesis industrial del acetileno, gas extensamente utilizado para la fabricación de numerosas drogas, colorantes y plásticos, consiste en el tratamiento de carburo de calcio con agua:  CaC2 + 2H2→ C2H2 + Ca(OH)2   
      En un proceso se partió de 128,2 Kg de carburo de calcio, obteniéndose 41,6 Kg de acetileno. ¿Cuál fue el rendimiento del proceso?

  7. El estaño se obtiene industrialmente por reducción del carbón, del mineral llamado casiterita, que contiene óxido de estaño (IV), SnO2. La ecuación es:          SnO2 + 2C → Sn + 2CO
     ¿Cuántas toneladas de estaño del 89% de pureza se obtendrán a partir de 113 toneladas de casiterita?


                                

      


40 comentarios:

  1. quiero saber como se hace el 33 por favor

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    1. Procedimiento
      a)De la formula de rendimiento tienes el porcentaje (94%) y te pide buscar el producto real, entonces primero calculas, con la ecuación balanceada que ya corregí,el producto teórico (Fe),tomando como partida los 4000g de óxido férrico (Fe2O3);luego despejas de la formula el producto real y queda planteado así (%rendimiento x Producto teórico sobre 100= Producto real de Fe).
      b)Como esta parte del ejercicio no señala ningún porcentaje de rendimiento y sólo te ofrece un dato (4000g Fe2O3)sólo calculas cuanto dióxido de carbono (CO2) se obtiene.

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    3. Cómo isiste la Última parte ?? No entendí no me da

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    5. La última parte o parte b, se realiza así: como la pregunta o situación no nos indica ningún porcentaje de rendimiento, se hace el cálculo estequiométrico de tomar los 4000 gr de óxido férrico y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4000 gr Fe2O3 por 132gr CO2/159gr Fe2O3) y al realizar la operación se cancelan los gramos de óxido férrico, obteniendo como resultado 3308,27 gr CO2

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  2. Podrias, mostrar la solucion del ejercicio 4 (Carburo de silicio). Es que ya lo hize pero tengo dudas. Puedes mostrar el procedimiento. Te lo agradeceria.

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    1. Saludos, se realiza así: como la pregunta o situación indica un porcentaje de pureza, se calcula cuanto es el 20% de 400 gramos del óxido de silicio (400gr por 0.2) obteniendo 80 gr de SiO2 puro y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (80 gr SiO2 por 40 gr SiC/60 gr SiO2), al realizar la operación se cancelan los gramos de óxido de silicio, obteniendo como resultado 53,3 gr SiC

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  3. como puedo hayar el porcentaje de pureza de un compuesto en una reaccion

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    1. Saludos, se realiza así:
      Parte a: para calcular los gramos de tiocianato de amonio, se toman los 4,5 gr de nitrato de plata y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4,5 Hg(NO)3 por 152,244 gr NH4SCN / 324,7 gr Hg(NO3) ), al realizar la operación se cancelan los gramos de nitrato de plata, obteniendo un valor de 2,109 gr tiocianato de amonio.
      Parte b: para calcular cuantos gr de tiocianato de mercurio que se forman, se toman los 4,5 gr de nitrato de plata y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4,5 Hg(NO)3 por 316,79 gr Hg(SCN)2 / 324,7 gr Hg(NO3) ), realizar la operación se cancelan los gramos de nitrato de plata, obteniendo un valor de 4,39 gr tiocianato de mercurio, siendo este valor teórico o producto teórico que se tomará para resolver la parte C.
      Parte c: Para calcular el % de rendimiento, se tiene en cuenta que se obtuvieron según el problema 3,39 gr Hg(SCN)2 (producto real) y según cálculos 4,39 gr Hg(SCN)2 (producto teórico). Por lo anterior sólo basta remplazar valores en la formula de % de rendimiento los valores, para obtener el siguiente porcentaje de rendimiento 77,22%.

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  5. como puedo hayar el porcentaje de pureza de un compuesto en una reaccion

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  6. me piden calcular los gramos de sulfato de aluminio completamente puros, deben reaccionar con suficiente hidróxido de sodio para producir 31,20 g de hidróxido de aluminio?

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  7. me piden calcular los gramos de sulfato de aluminio completamente puros, deben reaccionar con suficiente hidróxido de sodio para producir 31,20 g de hidróxido de aluminio?

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  8. me pueden ayudar ¿que cantidad de piedra caliza con pureza de 90% se debe poner en el horno para obtener 20 toneladasde cal?

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  9. Lo necesito urgente la solución de la 1 , la de NH4SCN + Hg(NO3)2

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    1. Saludos, se realiza así:
      Parte a: para calcular los gramos de tiocianato de amonio, se toman los 4,5 gr de nitrato de plata y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4,5 Hg(NO)3 por 152,244 gr NH4SCN / 324,7 gr Hg(NO3) ), al realizar la operación se cancelan los gramos de nitrato de plata, obteniendo un valor de 2,109 gr tiocianato de amonio.
      Parte b: para calcular cuantos gr de tiocianato de mercurio que se forman, se toman los 4,5 gr de nitrato de plata y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4,5 Hg(NO)3 por 316,79 gr Hg(SCN)2 / 324,7 gr Hg(NO3) ), realizar la operación se cancelan los gramos de nitrato de plata, obteniendo un valor de 4,39 gr tiocianato de mercurio, siendo este valor teórico o producto teórico que se tomará para resolver la parte C.
      Parte c: Para calcular el % de rendimiento, se tiene en cuenta que se obtuvieron según el problema 3,39 gr Hg(SCN)2 (producto real) y según cálculos 4,39 gr Hg(SCN)2 (producto teórico). Por lo anterior sólo basta remplazar valores en la formula de % de rendimiento los valores, para obtener el siguiente porcentaje de rendimiento 77,22%

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  11. como seria la solucion del 22? por favor

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    2. Saludos y perdón el comentario anterior tenía errores (por eso fue eliminado)
      A continuación, encontraras la descripción de los pasos a seguir:
      1. Planteas la ecuación entre el cromo y el oxígeno, luego la balanceas obteniendo 4 moles de cromo + 3 moles de oxígeno molecular para producir 2 mol de óxido de cromo (III).
      2. multiplicas los gramos de cromo por el porcentaje de pureza, para obtener 4,875g de cromo puro; así también los gramos de oxígeno por su porcentaje de pureza, para obtener 18g de oxígeno puro.
      3. Con los valores del cromo y oxigeno puro, determinas cual es reactivo límite, que es el cromo.
      4. Con el valor del reactivo límite puedes calcular los gramos de óxido de cromo (III); se obtienen (7.01g Cr2O3)
      5. Con el valor del reactivo límite calculas los gramos que reaccionan de oxígeno (reactivo en exceso) y estos se los restas a los 18g de oxígeno puro que tenías antes de iniciar la reacción, obteniendo un valor 15,7g de oxígeno (reactivo en exceso) sin reaccionar.
      6. Para obtener los moles del reactivo límite sin reaccionar, tomas los 15,79g de oxígeno y lo divides con la masa molar del oxígeno, dando como resultado 0,49 mol de oxígeno, siendo el reactivo en exceso que sobra al finalizar la reacción

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  12. Respuestas
    1. Saludos, se realiza así:
      Parte a: para calcular los gramos de tiocianato de amonio, se toman los 4,5 gr de nitrato de plata y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4,5 Hg(NO)3 por 152,244 gr NH4SCN / 324,7 gr Hg(NO3) ), al realizar la operación se cancelan los gramos de nitrato de plata, obteniendo un valor de 2,109 gr tiocianato de amonio.
      Parte b: para calcular cuantos gr de tiocianato de mercurio que se forman, se toman los 4,5 gr de nitrato de plata y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4,5 Hg(NO)3 por 316,79 gr Hg(SCN)2 / 324,7 gr Hg(NO3) ), realizar la operación se cancelan los gramos de nitrato de plata, obteniendo un valor de 4,39 gr tiocianato de mercurio, siendo este valor teórico o producto teórico que se tomará para resolver la parte C.
      Parte c: Para calcular el % de rendimiento, se tiene en cuenta que se obtuvieron según el problema 3,39 gr Hg(SCN)2 (producto real) y según cálculos 4,39 gr Hg(SCN)2 (producto teórico). Por lo anterior sólo basta remplazar valores en la formula de % de rendimiento los valores, para obtener el siguiente porcentaje de rendimiento 77,22%.

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  13. Saludos, se realiza así:
    Para calcular los gramos de estaño, se toman los 113 ton de oxido de estaño y se realiza la conversión de toneladas a gramos (113 ton por 1000000 gr/1ton), al realizar la operación se cancelan las ton y queda 113000000 gr de óxido de estaño, para luego multiplicar por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (113000000 gr SnO2 por 118,71 gr Sn / 324,7 gr SnO2 ), al realizar la operación se cancelan los gramos de óxido de estaño y luego hacer la conversión de gr a toneladas (88999402,82 gr por 1ton/1000000 gr) al realizar la operación se cancelan los gramos y se obtiene un valor de 88,99 ton de estaño, representando el 89% puro.
    Para obtener las toneladas de 89% de pureza de Sn que se utilizaron, se puede plantear regla de tres simple “¿sí 88,99 ton Sn equivalen al 89%, entonces cuantas toneladas son el 100% de ese material impuro?” (100% por 88,99 ton/89%), al realizar la operación se cancelan los porcentajes y se obtiene que la cantidad total de material de estaño al 89% de pureza en ton es de 99,88 ton.

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  14. Me puede ayudar con el ejerció 2 que esta en este bloq porfa

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    1. Buen día, ¿cómo te puedo ayudar?; ¿qué es lo que te parece difícil?

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  15. una pregunta como se desarrolla la numero 7?

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    1. Saludos, la respuesta a tu pregunta esta en el comentario del 9 de noviembre 2019.

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  16. respuesta de la 5 y 6 porfavor urgente

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  17. por que en el punto N-11 pregunta A, se toma el valor del nitrato de mercurio para dividir ?

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  18. Respuestas
    1. Saludos, sólo debes multiplicar 128,2 Kg de carburo de calcio por la proporción estequiometrica en kg de la ecuación balnceaada y así obyines el producto te´rico. Como el ejercicio señala "obteniéndose 41,6 Kg de acetileno" (producto real), al tener los dos datos (producto real y producto teórico)puedes aplicar la formula de % de eficiencia o rendidmiento de una reacción %=(Prodcuto real/producto teórico) * 100

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  19. Respuestas
    1. Saludos el Procedimiento es:
      a)De la formula de rendimiento tienes el porcentaje (94%) y te pide buscar el producto real, entonces primero calculas, con la ecuación balanceada que ya corregí,el producto teórico (Fe),tomando como partida los 4000g de óxido férrico (Fe2O3);luego despejas de la formula el producto real y queda planteado así (%rendimiento x Producto teórico sobre 100= Producto real de Fe).
      b)Como esta parte del ejercicio no señala ningún porcentaje de rendimiento y sólo te ofrece un dato (4000g Fe2O3)sólo calculas cuanto dióxido de carbono (CO2) se obtiene.

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    2. La última parte o parte b, se realiza así: como la pregunta o situación no nos indica ningún porcentaje de rendimiento, se hace el cálculo estequiométrico de tomar los 4000 gr de óxido férrico y se multiplica por la relación en gramos que brinda la ecuación balanceada de las sustancias implicadas en la pregunta (4000 gr Fe2O3 por 132gr CO2/159gr Fe2O3) y al realizar la operación se cancelan los gramos de óxido férrico, obteniendo como resultado 3308,27 gr CO2

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