10. Cuando el benceno (C6H6) reacciona con bromo (Br2), se obtiene bromobenceno (C6H5Br):
C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr
(a) Calcule el rendimiento teórico del bromobenceno en esta reacción si 30.0 g de benceno reacciona con 65.0 g de bromo.
(b) Si el rendimiento real de bromobenceno fue de 56.7 g, calcule el porcentaje de rendimiento.
Respuestas
- Primero, hay que balancear la reacción química, en este caso la reacción ya está balanceada: C₆H₆ + Br₂ ⇒ C₆H₅Br + HBr.
- Luego, se convierten los gramos del benceno y del Br₂ a moles, para ello se utiliza la masa molar como factor de conversión, se dividen los gramos entre la masa molar para obtener los moles:
Para el Benceno: 30g * (1mol/78,11g) =0,384mol
Para el Br₂: 65g * (1mol/159,808g) = 0,407mol.
En este caso, se puede observar que el benceno es el reactivo límite. (Debido a que reacciona una cantidad menor de moles y tienen ambos reactivos el mismo coeficiente estequiométrico.)
- Para calcular el rendimiento teórico, se calculan los gramos del producto (bromobenceno). Para esto, se calculan los moles producidos a partir de los moles del benceno (reactivo límite):
0,384molC₆H₆ * (1molC₆H₅Br/1molC₆H₆) = 0,384mol C₆H₅Br.
Luego, se calculan los gramos multiplicando los moles por la masa molar:
0,384mol * (157,02g/1mol) = 60,296g (Rendimiento teórico).
- Para el porcentaje de rendimiento, se divide el rendimiento experimental entre el rendimiento teórico y se multiplica por 100:
(56,7g/60,296g) *100 = 94,04% de rendimiento.
Dada la reacción de producción de bromobenceno a partir de benceno y bromo, se determina cantidad de bromobenceno producida a partir de cantidades de reactivos dadas y el porcentaje de rendimiento de la reacción para una determinada cantidad de producto. El resultado obtenido es:
(a) Se deben producir 0,384 mol de bromobenceno (teórico)
(b) Rendimiento: 94 %
Se tiene la ecuación química:
C₆H₆ (l) + Br₂ (g) → C₆H₅ Br(l) + HBr(g)
reactivos disponibles:
30 g Benceno
65 g Bromo
Masa molar:
C₆H₆ = 78,11 g/mol
Br₂ = 159,8 g /mol
C₆H₅Br = 157 g/mol
Reactivos disponibles:
30 g benceno × ( 1 mol / 78,11 g ) = 0,384 mol
65 g bromo × (1 mol / 159,8 g ) = 0,407 mol
De la ecuación química:
1 mol de benceno reacciona con 1 mol de bromo, entonces;
mol de benceno / mol de bromo = 1/1 = 1
De los reactivos disponibles:
mol de benceno / mol de bromo = 0,384/ 0,407 = 0,94
El reactivo limitante es el Benceno.
Calculamos cuánto Bromobenceno se debería producir con la cantidad de Benceno disponible:
0,384 mol Benceno × ( 1 mol bromobenceno / 1 mol Benceno) = 0,384 mol de bromobenceno.
(a) Se deben producir 0,384 mol de bromobenceno (teórico)
Si la producción real de bromobenceno es 56,7 g:
( 56,7 g / 157 g/mol ) = 0,361 mol bromobenceno
% rendimiento = (0,361 mol / 0,384 mol ) × 100 = 94 %
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