Quando etano \left(\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6}\right) reage com cloro \left(\mathrm{Cl}_{2}\right), o produto principal é \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Cl}, mas outros produtos contendo cloro, como \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{Cl}_{2}, são obtidos em quantidades pequenas. A formação desses outros produtos reduz o rendimento de \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Cl}. (a) Supondo que \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} e \mathrm{Cl}_{2} reagem para formar apenas \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Cl} e HCl, calcule o rendimento teórico de \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Cl}. (b) Calcule o rendimento percentual de \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Cl} se a reação de 125 g de \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} com 225 g de \mathrm{Cl}_{2} produz 206 g de \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{Cl}.

Passo 1

Resumindo: a reação é
\mathrm{C_{2}H_{6}} + \mathrm{Cl_{2}} \longrightarrow \mathrm{C_{2}H_{5}Cl} + \mathrm{HCl}.
Precisamos calcular (a) o rendimento teórico de \mathrm{C_{2}H_{5}Cl} a partir de 125\:\mathrm{g} de \mathrm{C_{2}H_{6}} e 225\:\mathrm{g} de \mathrm{Cl_{2}}, e (b) o rendimento percentual sabendo que o produto isolado foi 206\:\mathrm{g} de \mathrm{C_{2}H_{5}Cl}. Vamos usar pesos moleculares e reagente limitante.

Passo 2

Calculamos as massas molares:
M(\mathrm{C_{2}H_{6}})=2\cdot12,01 + 6\cdot1,008 = 30,07\:\mathrm{g/mol},
M(\mathrm{Cl_{2}})=2\cdot35,45 = 70,90\:\mathrm{g/mol},
M(\mathrm{C_{2}H_{5}Cl})=2\cdot12,01 + 5\cdot1,008 + 35,45 = 64,51\:\mathrm{g/mol}.

Passo 3

Convertendo em mols:
n(\mathrm{C_{2}H_{6}})=\frac{125}{30,07}=4,16\:\mathrm{mol},
n(\mathrm{Cl_{2}})=\frac{225}{70,90}=3,17\:\mathrm{mol}.
Como a estequiometria é 1:1, o reagente limitante é \mathrm{Cl_{2}} ( 3,17<4,16).

Passo 4

O rendimento teórico de \mathrm{C_{2}H_{5}Cl} (1 mol de \mathrm{Cl_{2}} gera 1 mol de \mathrm{C_{2}H_{5}Cl}) é
n_{\text{teo}}(\mathrm{C_{2}H_{5}Cl})=3,17\:\mathrm{mol},
m_{\text{teo}}(\mathrm{C_{2}H_{5}Cl})=3,17\times64,51=204,8\:\mathrm{g}.

Passo 5

O rendimento percentual é
\%\text{yield}=\frac{m_{\text{real}}}{m_{\text{teo}}}\times100 =\frac{206}{204,8}\times100=100{,}6\%.

Resposta

(a) 204{,}8\:\mathrm{g} de \mathrm{C_{2}H_{5}Cl}
(b) 100{,}6\%

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