Faça o que se pede em cada um dos itens a seguir:
Anilina
pode ser produzida a partir de clorobenzeno
por meio da seguinte reação:
Suponha que 20,0 g de clorobenzeno com pureza de
sejam misturados com
de amônia.
de
foram recuperados, qual foi o rendimento percentual?
Dados: Massas molares:
…
…
Solução:
Anilina
Dados: Massas molares:
Solução:
Passo 1
Beleza, vamos nessa! Temos uma reação química onde a gente transforma clorobenzeno em anilina usando amônia. A pergunta é: com as quantidades dadas, qual foi o rendimento percentual dessa reação? Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria e rendimento de reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os reagentes e os produtos da reação. A equação química fornecida é:
Então, temos:
- Reagentes: Clorobenzeno (C₆H₅Cl) e Amônia (NH₃)
- Produtos: Anilina (C₆H₅NH₂) e Cloreto de Amônio (NH₄Cl)
Passo 3
Vamos calcular a massa pura de clorobenzeno que está sendo usada na reação. Foi dado que temos 20,0 g de clorobenzeno com 92% de pureza. Isso significa que nem toda essa massa é clorobenzeno puro.
A massa de amônia (NH₃) disponível é de 8,30 g.
Passo 4
Agora, vamos calcular quantos mols de cada reagente temos. Usaremos as massas molares fornecidas:
- Massa molar de C₆H₅Cl: 112,5 g/mol
- Massa molar de NH₃: 17 g/mol
Calculando os mols:
Passo 5
Vamos descobrir qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai acabar primeiro influenciando na quantidade de produto formado. Pela equação, 1 mol de C₆H₅Cl reage com 2 mols de NH₃.
Para 0,163 mol de C₆H₅Cl, precisamos de:
Como temos 0,488 mol de NH₃, que é mais que o necessário, o clorobenzeno (C₆H₅Cl) é o reagente limitante.
Passo 6
Vamos calcular a massa teórica de NH₄Cl que deveria ser produzida com base no reagente limitante. Pela equação, 1 mol de C₆H₅Cl gera 1 mol de NH₄Cl.
Usando a massa molar de NH₄Cl (53,5 g/mol):
Passo 7
Finalmente, vamos calcular o rendimento percentual usando a massa real de NH₄Cl obtida, que foi 4,78 g.
A fórmula do rendimento percentual é:
Substituindo os valores:
Resposta
O rendimento percentual da reação foi de aproximadamente
.