EJERCICIO 04

Descripción

En plantas industriales nuevas hacen reaccionar metanol líquido con monóxido de carbono en presencia de un catalizador

CH3OH + CO CH3COOH

En un experimento se colocaron en un vaso de reacción 15.0 g de metanol y 10.0 g de monóxido de carbono. ¿Cuál es el rendimiento teórico del ácido acético? Si el rendimiento real es 19.1 g ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento?

Solución.

Cantidades disponibles.

15.0 g de CH3OH

10.0 g de CO

Rendimiento real del CH3COOH: 19.1 g

Balanceo de la ecuación química.

CH3OH + CO CH3COOH

Tanto las cantidades disponibles como las incógnitas están expresadas en gramos, por lo cual es necesario determinar las masas asociadas a cada reactivo y producto en la ecuación química.

CH3OH + CO CH3COOH
32 g    28 g   60 g

Puesto que se indican las cantidades disponibles de dos reactivos, es necesario determinar el reactivo limitante.

Determinación del reactivo limitante.

Se determina la relación entre la cantidad disponible y la cantidad estequiométrica para cada reactivo. La menor relación indica el reactivo limitante.

\(\displaystyle \left(\frac{\text{Disponible}}{\text{Estequiométrico}}\right)_{\text{CH}_3\text{COOH}}=\frac{15.0}{32}=0.46875\)

\(\displaystyle \left(\frac{\text{Disponible}}{\text{Estequiométrico}}\right)_{\text{CO}}=\frac{10.0}{28}=0.3571\)

El reactivo limitante es el CO.

Cálculo del rendimiento teórico del CH3COOH.

\(\displaystyle 10.0\,\text{g de CO}\left(\frac{60\,\text{g de CH}_3\text{COOH}}{28\,\text{g de CO}}\right)=21.43\,\text{g de CH}_3\text{COOH}\)

El rendimiento teórico del CH3COOH es 21.43 g.

Cálculo del porcentaje de rendimiento.

\(\displaystyle \text{% de Rendimiento}=\frac{\text{Rendimiento Real}}{\text{Redimiento Teórico}}\times100\)

\(\displaystyle \text{% de Rendimiento}=\frac{19.1}{21.43}\times100\)

% Rendimiento = 89.13%

Conclusión: El porcentaje de rendimiento del CH3COOH es 89.13%.