O Rendimento de Produtos nas Reações Químicas: resumo Enem

Geralmente estudamos exemplos de fenômenos ideais para simplificar os estudos em química. Porém, uma reação química não pode ser considerada como um sistema ideal. Isso porque não podemos prever a quantidade de produto que será formada a partir dessa reação com exatidão.

Vários fatores difíceis de serem controlados podem estar envolvidos em um processo laboratorial, e estes fatores podem contribuir para que a reação química não alcance o rendimento calculado na teoria. Ainda assim, neste post você vai aprender como calcular aproximadamente o rendimento das reações químicas. Esta aula foi preparada pela professora Munique Dias.

Fatores que influenciam nas reações

Para iniciar nosso estudo, vamos pensar em alguns fatores que podem influenciar no resultado de uma reação química:

• Podem ocorrer reações paralelas à que desejamos e, com isso, uma parte de um ou de ambos os reagentes é consumida, formando produtos indesejáveis;
• A reação pode ficar incompleta por ser reversível; assim, parte do produto formado é novamente convertida em reagentes;
• Podem ocorrer perdas de produto durante a reação, como ao serem usadas aparelhagens de má qualidade ou por algum erro do operador.

Veja o rendimento de uma reação química

O rendimento de uma reação química é a relação entre a quantidade realmente obtida de produto e a quantidade teoricamente calculada.

Na prática, o rendimento de uma reação química nunca é de 100%. O cálculo para obter o rendimento, expresso em porcentagem, pode ser feito da seguinte forma:

Rendimento = (quantidade de produto real/ quantidade teórica) * 100

Ou podemos apenas calcular os valores das substâncias (reagentes e produtos) para uma reação total (100% de aproveitamento), e depois aplicar uma regra de três para relacionar as proporções, encontrando os valores necessários.

Exemplos

Queimando 40 g de carbono puro, com rendimento de 95%, qual será a massa de dióxido de carbono obtida?

• Veja a reação química:
• C + O₂ → CO₂
• Para começar a pensar no rendimento, primeiramente precisamos obter o rendimento dessa reação caso ele fosse 100%;
• Ou seja, como se todos os átomos dos reagentes reagissem entre si formando novos produtos. Isso porque a representação da reação pode nos dar essa informação.

Veja a resolução:

• 1 mol de carbono irá formar 1 mol de gás carbônico (sabemos disso pela quantidade de moléculas representadas na reação).
• Na tabela periódica, podemos ver que a massa atômica do carbono é 12.
• Então, podemos fazer uma equivalência, dizendo que 1 mol de carbono equivale a 12 gramas.
• Já para a molécula de gás carbônico, devemos considerar tanto a massa atômica do carbono quanto do oxigênio.
• Então, temos: 12 gramas de carbono + (2 x 16 gramas de oxigênio) = 44 gramas.

Sendo assim, considerando um rendimento de 100% e que 12g de carbono podem formar 44g de CO₂ ao reagir com O₂ , podemos  utilizar a regra de três para calcularmos o rendimento de 100% de 40g de carbono:

• 12g de C ——— 44 g de CO₂
  40 g de C ——– x g de CO₂
  x = 146,66 g de CO₂
• Dessa maneira, podemos concluir que queimando 40 g de carbono puro é obtido 146,66 g de dióxido de carbono.
• Mas a questão pede o rendimento é de 95%, logo, utilizando regra de três novamente podemos calcular:
• 146,66 g de CO₂ ——— 100%
  x g de CO₂ ———- 95%
• x = 139,32 g de CO₂ é obtido pela queima de carbono puro, numa reação com rendimento de 95%.

Aula Gratuita sobre Cálculo Estequiométrico

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Qual será a quantidade de água formada a partir de 30 g de hidrogênio, sabendo que o rendimento da reação é de 70%?

Reação balanceada:

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

Considerando 100% de rendimento da reação, vamos começar pelas informações que podemos obter com a tabela periódica e com a representação da própria reação:

• 2 mols de H₂ formam 2 mols de H₂O.
• 2 mols de equivalem H₂ a 4 g, pois a massa atômica do hidrogênio é 1 e temos 2 átomos de H formando cada uma das duas moléculas de hidrogênio gasoso dessa reação.
• 2 mols de equivalem a 36g , pois há duas moléculas de água, cada uma formada por dois átomos de H cuja massa atômica é 1 e um átomo de oxigênio cuja massa atômica é 16, ou seja, 2x (2g de H + 16g de O). Veja:

4 g de H₂ ———- 36 g de H₂O
30 g de H₂ ——— x g de H₂O
x = 270 g de H₂O

Assim, como o rendimento da reação foi de 80%, temos:

270 g de H₂O ——- 100%
x g de H₂O ——- 70%
x = 189 g de água será formada a partir de 30 g de hidrogênio, se o rendimento da reação for de 70%.

Videoaula

Exercícios

(CESGRANRIO/95) – A combustão de 36g de grafite (C) provocou a formação de 118,8g de gás carbônico. Qual foi o rendimento da reação? (C = 12u; O = 16u).

a) 50%
b) 60%
c) 70%
d) 80%
e) 90%

Resposta: e