Rendimiento de las reacciones y pureza de los reactivos

Cálculo del rendimiento de una reacción química

Cuando una reacción química tiene lugar, los reactivos no reaccionan completamente debido a diferentes causas. 

El rendimiento de una reacción es la relación entre la cantidad de producto obtenida y la cantidad de producto teórica. 

​$$\eta =\cfrac{\text{cantidad obtenida}}{\text{cantidad teórica}}\cdot 100$$

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Recuerda que: El rendimiento se expresa siempre como porcentaje $$(\%)$$.​

Ejemplo

En una industria química se obtiene ácido clorhídrico a partir de cloro e hidrógeno. Por cada kilo de cloro se forman $$750\text{ g}$$ del producto deseado. ¿Cuál es el rendimiento de la reacción?

$$Cl_2+H_2\rightarrow 2HCl$$

Para hallar el rendimiento, se debe calcular la cantidad teórica de producto:

​$$\text{m}_{\text{teórica,}HCl}=1000\text{ g }Cl_2\cdot \cfrac{1 \text{ mol }Cl_2}{71 \text{ g }Cl_2}\cdot \cfrac{36,5\text{ g }HCl}{1 \text{ mol }HCl}\cdot \cfrac{2 \text{ mol }HCl}{1 \text{ mol }Cl_2}=1028,2\text{ g } HCl$$

$$\eta=\cfrac{750}{1028,2}\cdot 100=\underline{72,9\%}$$

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Determinación de la pureza de un reactivo

Los reactivos presentes en las reacciones químicas suelen contener impurezas que disminuyen el rendimiento de las reacciones. 

La pureza o riqueza expresa la cantidad de sustancia pura presente en una muestra. 

​$$\text{Pureza o riqueza (\%)}=\cfrac{\text{masa de la sustancia pura}}{\text{masa total de la sustancia}}\cdot 100$$

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Ejemplo

Una muestra de $$50\text{ g de zinc }(Zn)$$ reacciona con $$55\text{ g de ácido clorhídrico }(HCl)$$. Calcula la riqueza de zinc de la muestra. 

​$$Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2$$

Se calcula la cantidad de zinc que debería reaccionar con esa cantidad de ácido clorhídrico según la estequiometría:

​$$55\text{ g }HCl\cdot \cfrac{1 \text{ mol }HCl}{36,5\text{ g }HCl}\cdot\cfrac{1 \text{ mol }Zn}{2\text{ mol }HCl}\cdot \cfrac{65,4\text{ g }Zn}{1\text{ mol }Zn}=49,3\text{ g }Zn$$

Se calcula la pureza: 

​$$\text{Pureza del zinc}=\cfrac{49,3}{50}\cdot100=\underline{98,6\%}$$​​

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