Quando benzeno ( \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6} ) reage com bromo ( \mathrm{Br}_{2} ), obtém-se bromobenzeno ( \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Br} ) de acordo com a reação: \mathbf{C}_{\mathbf{6}} \mathbf{H}_{\mathbf{6}} \mathbf{+} \mathbf{B r}_{\mathbf{2}} \boldsymbol{\rightarrow} \mathbf{+} \mathbf{C}_{\mathbf{6}} \mathbf{H}_{\mathbf{5}} \mathbf{B r} \boldsymbol{+} \mathbf{H B r}. (a) Qual o rendimento teórico de bromobenzeno nessa reação quando 30,0 \mathrm{~g} de benzeno reagem com 65,0 \mathrm{~g} de bromo? (b) Se o rendimento real de bromobenzeno foi de 56,7 \mathrm{~g}, qual o rendimento percentual?

Passo 1

O enunciado descreve a reação
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6} + \mathrm{Br}_{2} \;\longrightarrow\; \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br} + \mathrm{HBr}
e pede (a) o rendimento teórico de bromobenzeno a partir de 30,0,g de benzeno e 65,0,g de \mathrm{Br}_{2}, e (b) o rendimento percentual se o produto real foi 56,7,g. O conteúdo é estequiometria: vamos usar massas molares, cálculo de mols, reagente limitante e rendimento.

Passo 2

Calcular o número de mols de cada reagente usando \displaystyle n=\frac{m}{M}.
A massa molar do benzeno é
M_{\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}} =6\times12{,}01 + 6\times1{,}008 =78{,}11\;\mathrm{g/mol},
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n_{\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}} =\frac{30{,}0}{78{,}11} =0{,}384\;\mathrm{mol}.
A massa molar do bromo molecular é
M_{\mathrm{Br}_{2}} =2\times79{,}904 =159{,}81\;\mathrm{g/mol},
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n_{\mathrm{Br}_{2}} =\frac{65{,}0}{159{,}81} =0{,}407\;\mathrm{mol}.

Passo 3

A equação balanceada é 1:1 em mols entre reagentes e produto. Como n_{\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}}=0{,}384 mol é menor que n_{\mathrm{Br}_{2}}=0{,}407 mol, o benzeno é o reagente limitante. Assim, a quantidade teórica de \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br} também é 0{,}384 mol.

Passo 4

Calcular a massa teórica de bromobenzeno. A massa molar de \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br} é
M_{\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{Br}} =6\times12{,}01 + 5\times1{,}008 + 79{,}904 =156{,}91\;\mathrm{g/mol}.
Então
m_{\text{teórica}} =0{,}384\;\mathrm{mol}\,\times156{,}91\;\mathrm{g/mol} =60{,}3\;\mathrm{g}.ó

Passo 5

Calcular o rendimento percentual \eta por
\eta =\frac{m_{\text{real}}}{m_{\text{teórica}}}\times100 =\frac{56{,}7}{60{,}3}\times100 =94{,}1\%.ó

Resposta

(a) 60{,}3\;\mathrm{g}
(b) 94{,}1\%

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