5 esercizi sulla resa percentuale
La resa percentuale di una reazione è data dal rapporto tra la quantità di prodotto ottenuto e la quantità di prodotto teorico per 100. La quantità di prodotto che può essere prodotta da una reazione è calcolata in base alla stechiometria della reazione bilanciata è chiamata resa teorica della reazione. In pratica, la quantità di prodotto ottenuta è chiamata resa effettiva, ed è spesso inferiore alla resa teorica.
Se la resa effettiva è paria alla resa teorica allora il loro rapporto è pari a 1 e quindi la resa percentuale è pari a 100. Per calcolare la resa teorica è necessario conoscere i reagenti, i prodotti, la reazione bilanciata ed eventualmente, quando vi è un reagente in eccesso, il reagente limitante.
La resa teorica è la quantità massima di prodotto che può essere formata in una reazione chimica calcolata in base al reagente limitante. In pratica, tuttavia, la resa effettiva del prodotto, ovvero la quantità di prodotto che viene effettivamente ottenuta, è quasi sempre inferiore alla resa teorica. Ciò può essere dovuto a diversi fattori, tra cui reazioni collaterali o processi di purificazione che riducono la quantità di prodotto isolato dopo la reazione.
La resa effettiva di una reazione è in genere riportata come resa percentuale, o la percentuale della resa teorica che è stata effettivamente ottenuta e il suo valore è compreso tra 0% quando non si ottiene il prodotto desiderato e 100% quando la resa percentuale coincide con la resa teorica
Reagente limitante
Il reagente limitante è quel reagente che si trova in quantità stechiometriche inferiori all’altro o agli altri reagenti ed è quindi la specie che determina la resa teorica e, conseguentemente, anche la resa percentuale.
Un esempio relativo alla vita quotidiana può essere esplicativo. Si supponga di voler preparare alcuni sandwich utilizzando due fette di pane e una fetta di formaggio ovvero in rapporto di 2:1. Con 28 fette di pane e 11 fette di formaggio, si possono preparare 11 sandwich, utilizzando tutto il formaggio fornito e avendo sei fette di pane in più. In questo caso, il numero di sandwich preparati è stato limitato dal numero di fette di formaggio e le fette di pane sono in eccesso.
Portiamo questo concetto a una reazione chimica del tipo 2 AgNO3 + BaCl2 → Ba(NO3)2 + 2 AgCl. Nel caso in cui si hanno 2 moli di nitrato di argento e una mole di cloruro di bario la resa teorica è di 1 mole di nitrato di bario e 2 moli di cloruro di argento. Se si dispone di 28 moli di nitrato di argento e 11 moli di cloruro di bario si ottengono 11 moli di nitrato di bario e 22 moli di cloruro di argento e rimangono in eccesso 6 moli di nitrato di argento.
Esercizi svolti sulla resa percentuale
Data la reazione di decomposizione termica CaCO3 → CaO + CO2 calcolare la resa percentuale si si sono ottenuti 13.1 g di CaO a partire a 24.8 g di carbonato di calcio
Le moli di carbonato di calcio sono pari a 24.8 g/100.09 g/mol = 0.248
poiché il rapporto tra carbonato di calcio e ossido di calcio è di 1:1 le moli teoriche di CaO sono 0.248
La massa teorica di CaO è di 0.248 mol · 56.08 g/mol = 13.9 g
La resa percentuale è pari a 13.1 · 100/13.9 = 94.2 %
Data la reazione CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu calcolare la resa percentuale se sono stati fatti reagire 1.274 g di solfato di rame con un eccesso di zinco metallico e si sono ottenuti 0.392 g di rame metallico
Le moli di solfato di rame sono pari a 1.2747 g/159.609 g/mol = 0.007086
Poiché lo zinco è in eccesso e il rapporto tra solfato di rame e rame metallico è di 1:1 le moli teoriche di rame metallico sono pari a 0.007086
La massa di rame ottenuta è pari a 0.007086 mol · 63.55 g/mol = 0.5075 g
La resa percentuale è quindi pari a 0.392 g · 100 /0.5075 g = 77.2 %
Data la reazione tra fosfato di ferro (III) e solfato di sodio calcolare la resa percentuale se sono fatti reagire 25.0 g di fosfato di ferro (III) con un eccesso di solfato di sodio e si sono ottenuti 18.5 g di solfato di ferro (III)
La reazione bilanciata è:
2 FePO4 + 3 Na2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2 Na3PO4
Le moli di fosfato di ferro (III) sono pari a 25.0 g/150.82 g/mol = 0.166
Il rapporto stechiometrico tra fosfato di ferro (III) e il solfato di ferro (III) è di 2:1. Quindi le moli teoriche di solfato di ferro (III) sono pari a 0.166/2 = 0.0830
La massa teorica di solfato di ferro (III) è pari a 0.0830 mol · 399.88 g/mol = 33.2 g
Pertanto la resa percentuale è pari a 18.5 · 100/33.2 = 55.7 %
Data la reazione 2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3 calcolare la resa percentuale se sono stati fatti reagire 2.80 g di alluminio e 4.15 g di cloro e si sono ottenuti 4.40 g di cloruro di alluminio
Le moli di Alluminio sono pari a 2.80 g/ 26.981538 g/mol = 0.104
Poiché il rapporto tra i coefficienti stechiometrici è di 2:3 le moli di Cl2 necessarie sono pari a 0.104 · 3/2 = 0.156
Le moli di Cl2 disponibili sono 4.15 g/70.906 g/mol = 0.0585 pertanto il cloro è il reagente limitante
Il rapporto stechiometrico tra cloro e cloruro di alluminio è di 3:2 quindi le moli teoriche di cloruro di alluminio sono pari a 0.0585 · 2/3 = 0.0390
La massa teorica di cloruro di alluminio è pari a 0.0390 mol · 133.34 g/mol = 5.20 g
La resa percentuale della reazione è di 4.40 · 100/5.20 = 84.6 %
Data la reazione Sn3(PO4)4 + 6 Na2CO3 → 3 Sn(CO3)2 + 4 Na3PO4 calcolare i grammi di fosfato di sodio ottenuti se sono fatti reagire 7.30 g con un eccesso di fosfato di stagno (IV) sapendo che la resa percentuale della reazione è pari al 74.0%
Le moli di carbonato di sodio sono pari a 7.30 g/ 105.99 g/mol = 0.0689
Il rapporto stechiometrico tra carbonato di sodio e fosfato di sodio è di 6:4 pertanto le moli di fosfato di sodio sono pari a 0.0689 · 4/6 = 0.0459
La massa teorica di fosfato di sodio è pari a 0.0459 mol · 163.94 g/mol = 7.53 g
la massa effettiva con una resa percentuale del 74.0 % è pari a 7.53 · 74.0 / 100 = 5.57 g
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il 9 Marzo 2025