Rendimiento químico

Cuando dos elementos o compuestos reaccionan químicamente entre sí para formar productos, muchas veces la reacción no es completa, es decir, los reactivos no se consumen totalmente, o no toda la cantidad de reactivo limitante reacciona para formar producto.

Se le llama rendimiento químico a la relación entre la cantidad de producto obtenido realmente en la reacción y  la cantidad  máxima de producto que se podría haber obtenido si los reactivos se hubieran consumido completamente.

Rendimiento teórico

Se le llama rendimiento teórico de una reacción a la cantidad de producto que se formaría si los reactivos se consumieran completamente. El rendimiento real de una reacción siempre será igual o menor que el rendimiento teórico.

Esto se debe a que muchas veces los reactivos no reaccionan completamente, además de que algunas veces surgen reacciones colaterales, que no llevan a la formación del producto deseado, y que es difícil recolectar el 100 % del producto formado.

El rendimiento químico se expresa en porcentaje, y se calcula de la siguiente manera:

Los cálculos se deben realizar en base a una ecuación química balanceada, es decir, que tenga los correspondientes coeficientes estequiométricos colocados, con el fin de cumplir con la ley de conservación de la materia. De esta manera, debe haber la misma cantidad de átomos en los reactivos y en los productos.

Pongamos por ejemplo la siguiente reacción:

Si colocamos 6,8 g de H₂S, con SO₂ en exceso, y se producen 8,2 gramos de azufre ¿cuál es el rendimiento de la reacción?

(Pesos Atómicos: Hidrógeno = 1.008, Azufre = 32.06, Oxígeno = 16.00).

En la ecuación podemos observar que dos moles de H₂S reaccionan con un mol de SO₂ para formar tres moles de azufre y dos moles de agua así que lo primero es pasar los gramos a número de moles. Para calcular cuántos gramos por mol pesa cada compuesto, sólo debemos sumar los pesos atómicos de los átomos que lo componen.

H₂S = 1,008 + 1,008 + 32,06=34,076  gramos por mol.

S =32,06 gramos por mol

Para pasar los gramos a moles:

H₂S= 6,8 gramos / 34,076 gramos por mol= 0,199 moles.

S =8,2 gramos/ 32,06 gramos por mol= 0,255 moles

Si observamos la ecuación balanceada tenemos que el rendimiento teórico sería el siguiente:

Si 2 moles de H₂S  reaccionan (con exceso de SO₂ ) para dar 3 moles de S, entonces, por regla de tres, 0,199 moles de H₂S deberían producir : 0,199 x3 dividido 2 =0,298 moles de S.

En el rendimiento real de la reacción se obtienen 0,255 moles de S, por lo tanto el rendimiento de la reacción es:

0,255/0,298 x 100=85,5%