Calcolo della resa percentuale
Esercizio sul calcolo della resa percentuale di una reazione allo stato gassoso
Calcolare la resa percentuale della reazione
C2H4 + H2O → C2H5OH
quando 200,0 litri di C2H4 misurati a c.n. reagiscono con 300,0 g di H2O per dare come prodotto finale 235,0 g di etanolo.
Svolgimento dell'esercizio
Determiniamo le moli di C2H4.
Per tale calcolo bisogna considerare che 1 mole di qualsiasi gas misurata nelle condizioni normali, occupa un volume di 22,414 l.
Mediante una proporzione è possibile determinare a quante moli corrispondono 200 l di tale gas.
La proporzione è la seguente:
1 mol : 22,414 l = X : 200 l
in cui X rappresenta il numero di moli di C2H4. Risolvendo la proporzione si ha che:
X = (1 mol · 200 l) / 22,414 mol = 8,92 moli di C2H4
Determiniamo la massa molare dell'acqua:
Mm (H2O) = (1 · 2) + 16 = 18 g/mol
Calcoliamo le moli di H2O dividendo la massa in grammi per il valore della massa molare:
n (H2O) = g / Mm = 300,0 g / (18 g/mol) = 16,67 mol di H2O
Quindi 8,92 moli di C2H4 vengono messi a reagire con 16,67 mol di H2O.
Dai coefficienti stechiometrici della reazione risulta che 1 mole di C2H4 reagisce con 1 mole di H2O.
È chiaro quindi che il reagente limitante (cioè il reagente che si consuma completamente) è C2H4.
Per 1 mole di C2H4 reagita, si forma 1 mole di C2H5OH. 8,92 moli di C2H5 produrranno quindi 8,92 moli di C2H5OH.
Determiniamo la massa molare di C2H5OH:
Mm (C2H5OH) = (12 · 2) + (6 · 1) + 16 = 46 g/mol
Moltiplicando il numero delle moli per il valore della massa molare è possibile determinare la massa in grammi di C2H5OH che si è formata dalla reazione:
g = n · Mm = 8,92 · 46 g/mol = 410,32 g
Si può calcolare infine la resa percentuale, in base alla massa di C2H5OH effettivamente ottenuta:
r % = 235,0 g / 410,32 g = 57,27 %
Quindi la resa % della reazione è del 57,27%.
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