1. Quando o benzeno \left(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6}\right) reage com o bromo \left(\mathrm{Br}_{2}\right), obtêm-se os produtos bromobenzeno \left(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Br}\right) e HBr . a) Escreva a equação química balanceada desse processo. b) Qual é o rendimento teórico de bromobenzeno nessa reação quando 30,0 \mathrm{~g} de benzeno reagem com 65,0 \mathrm{~g} de bromo? c) Se o rendimento real do bromobenzeno foi de 56,7 \mathrm{~g}, qual é o rendimento percentual?
    R: a) \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6}+\mathrm{Br}_{2} \rightarrow \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Br}+\mathrm{HBr}; b) 60,3 \mathrm{~g} de \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Br}; c) 94,02 \%

Passo 1

O enunciado trata da reação de substituição eletrofílica onde o benzeno \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6} reage com o bromo \mathrm{Br}_{2} para formar bromobenzeno \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br} e HBr. Vamos precisar de balanceamento de equação, cálculo de massa molar, determinação do reagente limitante, rendimento teórico e rendimento percentual.

Passo 2

Para balancear a equação, igualamos o número de átomos de cada elemento em ambos os lados. A equação proposta é
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6} + \mathrm{Br}_{2} \rightarrow \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br} + \mathrm{HBr}
Verificando átomos: C: 6\to 6; H: 6\to 5+1=6; Br: 2\to 1+1=2. Está balanceada.

Passo 3

Calculamos o reagente limitante a partir das massas fornecidas.
A massa molar do benzeno é
M(\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}) = 6\times12{,}011 +6\times1{,}008 \approx78{,}11\\ \text{g/mol}
e do bromo
M(\mathrm{Br}_{2}) = 2\times79{,}904 \approx159{,}81\\ \text{g/mol}.
As quantidades de matéria são
n(\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}) = \frac{30{,}0\\ \text{g}}{78{,}11\\ \text{g/mol}}\approx0{,}384\\ \text{mol},
n(\mathrm{Br}_{2}) = \frac{65{,}0\\ \text{g}}{159{,}81\\ \text{g/mol}}\approx0{,}407\\ \text{mol}.
A estequiometria é 1:1, logo o benzeno ( 0{,}384 mol) é o reagente limitante.

Passo 4

Calculamos o rendimento teórico em massa de bromobenzeno. A massa molar do bromobenzeno é
M(\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br}) = 6\times12{,}011 +5\times1{,}008 +79{,}904 \approx157{,}01\\ \text{g/mol}.
Como cada mol de benzeno gera um mol de produto, temos
m_{\text{teo}} = n_{\text{lim}}\times M(\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br}) =0{,}384\\ \text{mol}\times157{,}01\\ \text{g/mol}\approx60{,}3\\ \text{g}.

Passo 5

Por fim, o rendimento percentual é dado por
\text{Rendimento \%} = \frac{m_{\text{real}}}{m_{\text{teo}}}\times100 =\frac{56{,}7\\ \text{g}}{60{,}3\\ \text{g}}\times100\approx94{,}02\%.

Resposta

a) \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6} + \mathrm{Br}_{2} \rightarrow \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br} + \mathrm{HBr}
b) 60{,}3\\ \text{g} de \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br}
c) 94{,}02\%

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