A minimização do tempo e custo de uma reação química, bem como o aumento na sua taxa de conversão, caracterizam a eficiência de um processo químico. Como consequência, produtos podem chegar ao consumidor mais baratos. Um dos parâmetros que mede a eficiência de uma reação química é o seu rendimento molar (R, em %), definido como \[R = \frac{n_{produto}}{n_{reagente\, limitante}}\cdot 100\]
em que $$n$$ corresponde ao número de mols. O metanol pode ser obtido pela reação entre brometo de metila e hidróxido de sódio, conforme a equação química:
\[CH_{3} Br + NaOH \longrightarrow CH_{3} OH + NaBr\]
As massas molares (em g/mol) desses elementos são: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Br = 80.
O rendimento molar da reação, em que 32 g de metanol foram obtidos a partir de 142,5 g de brometo de metila e 80 g de hidróxido de sódio, é mais próximo de
A) 22%.
B) 40%.
C) 50%.
D) 67%.
E) 75%.
Solução:
Primeiro precisamos encontrar quantos mols são utilizados ou produzidos de cada molécula.
\[CH_{3} OH = 12 + 3\cdot 1 +16 + 1 = 32\, g/mol\] Como são produzidos 32 g de metanol, temos 1 mol de metanol.
\[NaOH = 23 + 16 + 1 = 40\, g/mol\] Como são utilizados80 g de hidróxido de sódio, temos 2 mols deste componente.
\[CH_{3} Br = 12 + 3\cdot 1 + 80 = 95\, g/mol\] Como são utilizados 142,5 g de brometo de metila, temos 1,5 mol deste composto.
O número de mols do produto é $$n_{produto} = 1\, mol$$. O reagente limitante é o que vai ser consumido primeiro, ou seja, o brometo de metila. Portanto, o número de mols do reagente limitante é $$n_{reagente\, limitante} = 1,5\, mol$$.
Agora é só substituir na equação: \[R = \frac{1}{1,5}\cdot 100 \longrightarrow R = 67\%\] Resposta: letra D.
