Rendimento das reações químicas – Química Enem

Você lembra como calcular o rendimento de uma reação química? Não? Então vem com a gente e aprenda mais sobre Química para arrebentar nas provas!

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.

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.

Mas o que é 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.

Entendeu? Não? Então veja este exemplo:

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:

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 COao 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%.

Vamos ver outro exemplo:

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 Hformam 2 mols de H2O.
  • 2 mols de equivalem Ha 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%.

 

Dica – Reveja também outro assunto muito importante que vai te ajudar bastante nos cálculos de Rendimento das reações químicas que são as medidas químicas.  Acesse o nosso blog do Enem e veja um super-resumo preparado pela professora Munique Dias. Vai ficar de fora dessa?

E aí, conseguiu aprender um pouco mais sobre o rendimento das reações químicas? Beleza! Para complementar seu estudo, veja esta videoaula do professor Paulo Valim do Química em Ação e fique fera nesse assunto!

Para finalizar sua revisão, que tal testar seu conhecimento? Você consegue resolver este exercício?

(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

Munique Química e Matemática
Os textos e exemplos de apresentação desta aula foram preparados pela professora Munique Dias para o Blog do Enem. Munique é formada em química pela UFSC, tem mestrado e atualmente cursa o doutorado em Engenharia. Química, também pela UFSC. Facebook: https://www.facebook.com/MuniqueDias.