Question

Para Obtener bromobenceno, C6H6Br se mezcla benceno C6H6, con bromo Br2, según la reacción: C6H6 + Br2 ( C6H5Br + HBr a) Calcula la cantidad teórica de bromobenceno obtenida a partir de 30 g de benceno y un exceso de bromo. b) Si sólo se obtienen 56,7 g de bromobenceno, ¿cuál es el rendimiento porcentual de la reacción?​

Answer 1

A partir de 30gr de benceno, se calcula una cantidad teórica producida de 60.45 gr de bromobenceno. Dado que se obtienen sólo 56.7 gr, estamos hablando de un rendimiento de 93.8%

Por lo indicado, exceso de bromo, sabemos que el reactivo limitante es el benceno. Es decir, la cantidad de benceno es la que determina la cantidad de bromobenceno producido.

Calculamos primero cuantos moles de benceno son equivalentes a 30gr del mismo. Necesitamos entonces el peso molecular del benceno

$PM_{benceno} =78\frac{gr}{mol}$

Si no lo tenemos, se puede calcular fácilmente, ubicando los pesos moleculares de carbono e hidrógeno en la tabla periódica, y sumando según el número de estos presentes en el compuesto.

Como vemos, el benceno tiene fórmula $C_{6} H_{6}$, por lo que tiene entonces 6 carbonos y 6 hidrógenos. Según la tabla periódica, el peso molecular del carbono es 12 gr/mol, y el del hidrógeno es 1 gr/mol, por tanto

$PM_{benceno} =6*PM_{C} +6*PM_{H}$

$PM_{benceno} =6*12\frac{gr}{mol} +6*1\frac{gr}{mol} =72\frac{gr}{mol} +6\frac{gr}{mol} =78\frac{gr}{mol}$

Una vez determinado el peso molecular, calculamos la cantidad de moles de benceno, n.

$m_{benceno} =PM_{benceno} *n_{benceno}$

$n_{benceno} =\frac{m_{benceno} }{PM_{benceno}} =\frac{30gr}{78\frac{gr}{mol} } =0.385moles$

De la reacción estequiométrica, ya balanceada, tenemos que 1 mol de benceno produce 1 mol de bromobenceno,

$C_{6} H_{6} +Br_{2} =C_{6} H_{5} Br+HBr$

De modo que 0.385 moles de benceno, deben producir 0.385 moles de bromobenceno.

De la misma forma que se calculó el peso molecular del benceno, calculamos el peso molecular del bromobenceno,

$PM_{bromobenceno} =6*PM_{C} +5*PM_{H}+PM_{Br} =6*12\frac{gr}{mol} +5*1\frac{gr}{mol} +80\frac{gr}{mol} =157\frac{gr}{mol}$

Calculamos entonces la cantidad, en masa, que corresponde a 0.385 moles de bromobenceno

$m_{bromobenceno} =PM_{bromobenceno} *n_{bromobenceno}$

$m_{bromobenceno} =157\frac{gr}{mol} *0.385mol=60.445 gr$

ahora, sólo se generaron 56.7 gr, calculamos entonces el rendimiento, X,  respecto a la cantidad teórica que acabamos de calcular.

$X=\frac{m_{real} }{m_{teorico} } *100=\frac{56.7gr}{60.445gr}*100 =93.80%$

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Answer 2

Con respecto a la reacción del benceno C6H6 con el bromo Br2, se obtiene:

a) La cantidad teórica del bromo benceno obtenida a partir de 30 g de benceno y un exceso de bromo es: 60.38 g C6H5Br

b) Si sólo se obtienen 56.7 g de bromo benceno, el rendimiento porcentual de la reacción es: %R= 93.9 %   ​  

Se calcula la cantidad teórica de C6H5Br y el rendimiento porcentual de la reacción mediante el planteamiento de los factores de conversión correspondientes, de la siguiente manera:

a)  cantidad teórica de bromo benceno C6H5Br=?

    30 g C6H6 benceno

b) 56,7 g de bromo benceno C6H5Br

    %R=?

Reacción química balanceada:

  C6H6 + Br2   →   C6H5Br + HBr              

   78 g                         157 g

  30 g C6H6* 157 g C6H5Br /78 g C6H6= 60.38 g C6H5Br  a)

  %R= valor real / valor teórico *100

  %R= 56.7 g C6H5Br/ 60.38 g C6H5Br *100

  %R= 93.9 %    b)

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