Azobenzeno,
, é um importante intermediário na fabricação de corantes. Ele pode ser preparado a partir da reação do nitrobenzeno,
, e trietilenoglicol,
, na presença de zinco e hidróxido de potássio:
Qual é o rendimento teórico de azobenzeno quando 115 g de nitrobenzeno e 327 g de trietilenoglicol reagem?
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que a gente quer saber o rendimento teórico de azobenzeno (C₁₂H₁₀N₂) quando misturamos 115 g de nitrobenzeno (C₆H₅NO₂) com 327 g de trietilenoglicol (C₆H₁₄O₄) segundo a reação:
Conteúdo: este é um problema de estequiometria – a gente vai precisar calcular massas molares, converter massa em mol (teoria:
), achar o reagente limitante e daí usar a proporção da reação para achar o rendimento teórico.
Passo 2
Calcular quantos mols de cada reagente a gente tem:
- Nitrobenzeno, C₆H₅NO₂:
- Massa molar:
- Mols:
- Massa molar:
- Trietilenoglicol, C₆H₁₄O₄:
- Massa molar:
- Mols:
- Massa molar:
Passo 3
Verificar o reagente limitante usando a estequiometria:
- A reação pede 2 mol de nitrobenzeno para cada 4 mol de glicol, ou seja, razão glicol/nitro = 4/2 = 2.
- Se eu uso todo nitro (0,935 mol), eu precisaria de
- Mas eu tenho 2,18 mol de glicol, que é mais que 1,87 mol, então sobra glicol: o limitante é o nitrobenzeno.
Passo 4
Calcular o rendimento teórico de azobenzeno:
- Pela reação, 2 mol de nitro → 1 mol de azobenzeno.
- Logo, com 0,935 mol de nitro a gente gera
- Massa molar do azobenzeno, C₁₂H₁₀N₂:
- Rendimento teórico em gramas:
Resposta
O rendimento teórico de azobenzeno é cerca de 85,1 g.