Exercícios sobre rendimento de uma reação
(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
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
(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
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%
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%
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%
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%
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%