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Exercícios sobre rendimento de uma reação

Exercícios de Química

Os exercícios sobre rendimento de uma reação envolvem a análise da proporção estequiométrica, o cálculo do rendimento teórico e a sua relação com o rendimento real. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

(Cesgranrio-RJ) Em um processo de obtenção de ferro a partir da hematita (Fe2O3(s)), considere a equação não balanceada:

Fe2O3(s) + C(s) → Fe(s) + CO(g)

Utilizando-se 4,8 t de minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de:

a) 2688 kg

b) 3360 kg

c) 1344 t

d) 2688 t

e) 3360 t

questão 2

(Unirio-RJ) Soluções de amônia são utilizadas com frequência em produtos de limpeza doméstica. A amônia pode ser preparada por inúmeras formas. Dentre elas:

CaO(s) + 2 NH4Cl(s) → 2NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(s)

Partindo-se de 224 g de CaO(s), obtiveram-se 102 g de NH3. O rendimento percentual da reação foi de:

(Dadas as massas molares em g/mol: H = 1; N = 14; O = 16, Cl= 35,5; Ca = 40).

a) 100

b) 90

c) 80

d) 75

e) 70

questão 3

O calcário é um minério constituído principalmente de carbonato de cálcio (CaCO3). Quando esse minério é aquecido, são produzidos cal viva (óxido de cálcio) e dióxido de carbono. Se forem produzidos 52,5 g de gás carbônico a partir de 128,19 g de carbonato de cálcio, qual será o rendimento aproximado dessa reação?

a) 70%

b) 80%

c) 84%

d) 93%

e) 94%

questão 4

A reação entre o sulfato de cobre II e a amônia origina o composto Cu(NH3)4SO4:

CuSO4(aq)+ 4 NH3(g) → Cu(NH3)4SO4(aq)

Determine o rendimento aproximado do processo quando são obtidos 31,5 g de Cu(NH3)4SO4(aq) a partir de 25 g de sulfato de cobre II com excesso de amônia.

a) 59%

b) 68%

c) 73%

d) 80%

e) 88%

respostas
Questão 1

Alternativa “a”.

Primeiro escrevemos a equação química balanceada para verificar a proporção estequiométrica:

1 Fe2O3(s) + 3 C(s) → 2 Fe(s) + 3 CO(g)
     ↓                              

 1 mol                       2 mol

As massas molares são: M (Fe2O3) = 160 g/mol e M (Fe) = 56 g/mol.

Então o rendimento teórico dessa reação é dado por:

1 . 160g de Fe2O3---------- 2 . 56 g de Fe
4,8 . 106 g de Fe2O3-------- x

x = 4,8 . 106 . 2 . 56  
​               160
x = 3,36 . 106 g de Fe

Obs.: Visto que nesse exercício não se menciona o outro reagente (C), não precisamos determinar se há reagente limitante, porque somente o minério interessa-nos.

3,36 . 106 g de ferro é o rendimento teórico, ou seja, de 100%. Mas o enunciado disse que o rendimento foi de 80%, então temos:

8,4 . 106 --------- 100%
y ------------- 80%
y = 2,688 . 106 g de Fe = 2 688 kg de Fe = 2,688 t de Fe

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Questão 2

 Alternativa “d”.

Primeiro escrevemos a equação química balanceada para verificar a proporção estequiométrica:

CaO(s) + 2 NH4Cl(s) → 2 NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(s)
    ↓                                 ↓
 1 mol                          2 mol

As massas molares são: M (CaO) = 56 g/mol e M (NH3) = 17 g/mol.

Então o rendimento teórico dessa reação é dado por:

1 . 56g de CaO---------- 2 . 17 g de NH3
224 g de CaO-------- x

x = 224 . 2 . 17  
           56
x = 136 g de NH3

Obs.: Visto que nesse exercício não se menciona o outro reagente (C), não precisamos determinar se há reagente limitante, porque somente o minério interessa-nos.

136 g é o rendimento teórico, ou seja, de 100%, mas foram produzidos 102 g de NH3. Vamos descobrir, então, qual foi o rendimento percentual real:

136 --------- 100%
102 ------------- y
y = 75% 

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Questão 3

Alternativa “d”.

Primeiro escrevemos a equação química balanceada para verificar a proporção estequiométrica:

CaCO3 → CaO + CO2(g)
    ↓                      
 1 mol                1 mol

As massas molares são: M (CaCO3) = 100 g/mol e M (CO2) = 44 g/mol.

Então o rendimento teórico dessa reação é dado por:

1 . 100g de CaCO3---------- 1 . 44 g de CO2
128,19 g de CaCO3-------- x

x = 128,19 . 44  
          100
x = 56,4036 g de CO2

Esse é o rendimento teórico, ou seja, de 100%, mas foram produzidos 52,5 g de CO2 . Vamos descobrir, então, qual foi o rendimento percentual real:

56,4036 --------- 100%
52,5 ------------- y
y ≈ 93%

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Questão 4

Alternativa “e”.

Primeiro escrevemos a equação química balanceada para verificar a proporção estequiométrica:

CuSO4(aq)+ 4 NH3(g) → Cu(NH3)4SO4(aq)
      ↓                                     ↓
  1 mol                               1 mol

As massas molares são: M (CuSO4) = 159,6 g/mol e M (Cu(NH3)4SO4) = 227,6 g/mol.

Obs.: Visto que a amônia está em excesso, o reagente limitante é o sulfato de cobre II. Então vamos tomar somente ele por base para a produção do composto:

O rendimento teórico dessa reação é dado por: Cu(NH3)4SO4(aq).

1 . 159,6 g de CuSO4 ---------- 1 . 227,6 g de Cu(NH3)4SO4(aq).
25 g de CuSO4 ------------------ x

x = 128,19 . 44  
           100
x = 35,65 g de Cu(NH3)4SO4(aq).

Esse é o rendimento teórico, ou seja, de 100%, mas foram produzidos 31,5 g de CO2 . Vamos descobrir, então, qual foi o rendimento percentual real:

35,65 --------- 100%
31,5 ------------- y
y ≈ 88%

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