Esercizio sulla resa percentuale
Esercizio sul calcolo della resa percentuale nella produzione dell'ammoniaca
Data la seguente reazione (da bilanciare):
N2 + H2 → NH3
Determinare la resa percentuale della reazione se facendo reagire 2 moli di N2 con 3 moli di H2 si formano 25,0 g di NH3.
Svolgimento dell'esercizio.
La reazione bilanciata è la seguente:
N2 + 3 H2 → 2 NH3
Al riguardo si veda: come si bilancia una reazione chimica.
Come è possibile notare dai coefficienti stechiometrici della reazione, azoto e idrogeno reagiscono nel rapporto di 1 : 3.
Ciò significa che soltanto una delle due moli di azoto reagirà e che comunque, il reagente limitante è l'idrogeno.
Dai coefficienti stechiometrici della reazione è possibile inoltre notare che da tre moli di idrogeno si formano due moli di ammoniaca.
Pertanto, visto che nel nostro caso il numero di moli di H2 messi a reagire sono proprio tre, le moli di NH3 che si formano dalla reazione sono esattamente due.
Quindi dalla reazione si dovrebbero formare (con resa del 100%) 2 moli di NH3.
Determiniamo la massa molare di NH3:
Mm (NH3) = 14,01 + (3 · 1,008) = 17,034 g/mol
Per determinare i grammi teorici (con resa del 100%) di NH3 prodotti dalla reazione bisogna moltiplicare il numero di moli prodotte per il valore della massa molare:
g (NH3) = n · Mm = 2 mol · 17,034 g/mol = 34,068 g
Nalla reazione, in realtà, si formano "soltanto" 25,0 g di NH3.
Per determinare la resa percentuale, impostiamo la seguente proporzione:
34,068 : 100 = 25,0 : X
da cui:
X = 25,0 · 100 / 34,068 = 73,38%
Quindi la resa della reazione è 73,38%.
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