Resa percentuale di una reazione chimica
Calcolo della resa percentuale di una reazione chimica
Il cloruro di bario reagisce con il solfato di sodio secondo la seguente equazione chimica (da bilanciare):
BaCl2 (aq) + Na2SO4 (aq) → BaSO4 (s)↓ + NaCl (aq)
Vengono mescolate insieme una soluzione contenente 10,0 g BaCl2 (MM = 208,2 g/mol) con una soluzione contenente 10,0 g Na2SO4 (MM = 142,1 g/mol); dalla reazione si ottengono 10,5 g di BaSO4 (MM = 233,2 g/mol).
Si determini la resa percentuale della reazione.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo della resa percentuale di una reazione chimica. La resa percentuale indica i grammi di prodotti realmente ottenuti rispetto a 100 g teorici; la resa percentuale di una reazione chimica viene calcolata applicando la seguente formula:
I grammi realmente ottenuti di BaSO4 sono 10,5; per il calcolo della resa percentuale della reazione chimica è quindi necessario calcolare i grammi di BaSO4 teorici.
Bilanciamo innanzitutto l'equazione chimica inserendo il coefficiente stechiometrico 2 di fronte a NaCl:
BaCl2 (aq) + Na2SO4 (aq) → BaSO4 (s)↓ + 2 NaCl (aq)
Calcoliamo le moli di BaCl2 dividendo la massa in grammi per il valore della massa molare:
mol (BaCl2) = g / MM = 10,0 / 208,2 = 0,048 mol
Allo stesso modo calcoliamo il numero di moli di Na2SO4:
mol (Na2SO4) = 10,0 g / 142,1 = 0,070 mol
Dalla equazione chimica si nota che BaCl2 e Na2SO4 reagiscono nel rapporto di 1 : 1, pertanto il reagente limitante è BaCl2 (che si consuma completamente) mentre 0,070 - 0,048 = 0,022 mol di Na2SO4 rimangono in eccesso (il numero di moli di Na2SO4 in eccesso non interessa ai fini della risoluzione dell'esercizio).
Dall'equazione chimica risulta inoltre che per una mole di BaCl2 che si consuma, si forma una mole di BaSO4; pertanto le moli di BaSO4 che si dovrebbero formare teoricamente sono 0,048 mol. Calcoliamo ora a quanti grammi corrispondono 0,048 mol di BaSO4:
g (BaSO4) = mol · MM = 0,048 · 233,2 = 11,2 g
Pertanto:
- i grammi di BaSO4 realmente ottenuti dalla reazione sono 10,5 g
- i grammi teorici di BaSO4 sono 11,2 g
A questo punto siamo in grado di applicare la formula della resa percentuale:
Resa % = (grammi ottenuti / grammi teorici) · 100
Ovvero:
Resa % = (10,5 / 11,2) · 100 = 93,75 %
Pertanto la resa percentuale della reazione chimica è del 93,75%.
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