Exercícios Resolvidos de Rendimento e Pureza

Ver Teoria

Enunciado

A aspirina, C 9 H 8 O 4 , é preparada pela reação entre o ácido salicílico, C 7 H 6 O 3 , e o anidrido acético, C 4 H 6 O 3 :

C 7 H 6 O 3 + C 4 H 6 O 3 → C 9 H 8 O 4 + H C 2 H 3 O 2

a) Que quantidade de ácido salicílico é necessária para preparar 1,50.1 0 2 kg de aspirina, considerando-se a conversão completa do ácido a aspirina.

b) Considerando o item (a), que quantidade de ácido salicílico seria necessária se o rendimento da reação fosse de 80,0%?

c) Qual a produção teórica de aspirina na reação entre 185 kg de ácido salicílico e 125 kg de anidrido acético?

d) Se na situação descrita na parte (c) forem obtidos 182 kg de aspirina, qual o rendimento percentual da reação?

Passo 1

a) Começa calculando a massa molar do ácido salicíco e da aspirina:

C 7 H 6 O 3 ⏟ 138,1   g / m o l + C 4 H 6 O 3 → C 9 H 8 O 4 ⏟ 180,2   g / m o l + H C 2 H 3 O 2

Então, a cada 138,1 g de ácido salicílico, a gente pode produzir 180,2 g de aspirina. Assim, pra produzir 1,5.10 2   kg de aspirina:

180,2   .   x = 138,1   .   1,5 . 10 2

x = 114,96   k g

Vamos precisar de 114,96 kg de ácido salicílico.

Passo 2

b) Se o rendimento fosse de 80%, para produzir 1,5.10 2   k g de aspirina, 114,96 seria 80% da massa total de ácido salicíco usada.

80 100 . m t o t a l = 114,96

m t o t a l = 143,7   k g

Com o rendimento menor que 100%, vamos precisar de mais massa de ácido salicílico!

Você ainda pode calcular pela fórmula:

r = q p q t

0,8 = 114,96 q t

q t = 114,96 0,8 = 143,7   k g

Ou por regra de três.

80 . x = 114,96   .   100

x = 143,7   k g

Passo 3

c) Atenção! A gente precisa ver se não existe um reagente limitante!

Então, primeiro vamos analisar a relação mássica existente entre os reagentes:

C 7 H 6 O 3 ⏟ 138,1   g / m o l + C 4 H 6 O 3 ⏟ 102,1   g / m o l → C 9 H 8 O 4 ⏟ 180,2   g / m o l + H C 2 H 3 O 2

E por aí que a gente vê que a cada 138,1 g de C 7 H 6 O 3 que reagem, precisamos de C 4 H 6 O 3 .

Portanto, para consumir 185 kg de ácido salicílico ( C 7 H 6 O 3 ):

138,1 . y = 102,1   .   185

y = 136,8   k g

São necessários 136,8 kg de anidrido acético ( C 4 H 6 O 3 ).

Ao reagir 185 kg de ácido salicílico com 125 kg de anidrido acético, temos menos anidrido do que o necessário para consumir todo o ácido salicílico e, portanto, o anidrido acético será o reagente limitante. Com a massa dele é que vamos calcular a massa produzida de aspirina.

102,1   w = 180,2   .   125

w = 220,62   k g

A massa teórica (considerando rendimento de 100%) de aspirina produzida é de 220,62 kg.

Passo 4

d) Se apenas 182 kg fossem obtidos na reação acima, o rendimento poderia se calculado sabendo que 100% corresponde a 220,62 kg de aspirina produzida:

220,62   k = 182,0   .   100

k = 82,5 %

Um rendimento de 82,5% levaria à produção de 182 kg de aspirina.

Resposta

a) 114,96 kg de ácido salicílico.

b) 143,7 kg de ácido salicílico.

c) 220,62 kg de aspirina.

d) 82,5% de rendimento.

Exercícios de Livros Relacionados

O ácido H 2 A (em que A representa um grupo desconhecido de átomos) tem massa molar iguala 168 g/mol. H 2 A reage com a base X O H (massa mola 125 g/mol) para produzir H 2 O e o sal X 2 A . Em um expe
A cal apagada, C a O H 2 , forma-se a partir da cal viva, C a O , pela adição de água : C a O s + H 2 O l → C a O H 2 ( s ) Que massa de cal apagada pode ser produzida pela mistura de 25 g de C a Oe12
O estimulante do café e do chá é a cafeína, uma substancia cuja massa molar é 194g . m o l - 1 .Na queima de 0,376g de cafeína formam-se 0,682 g de dióxido de carbono, 0,174g de água e 0,110g de nitro
O aquecimento de pedra calcária , que é principalmente C a C O 3 , produz dióxido de carbono e cal, C a O , pela reação C a C O 3 s → C a O s + C O 2 ( g ) . Se a decomposição térmica de 42,73g de C a
O nitrato de cobre (II) reage com hidróxido de sódio para produzir um precipitado azul pálido de hidróxido de cobre (II). (a) Escreva a equação iônica simplificada da reação. (b) Calcule a massa máxim