Como calcular o rendimento de uma reação química

(Fac. de Ciências da Saúde de Barretos SP/2014)

A anilina (C₆H₅NH₂), matéria-prima importante para diversos ramos das indústrias química e farmacêutica, pode ser obtida pela reação entre nitrobenzeno e ferro, representada pela seguinte equação:

Supondo um rendimento de 100%, é correto afirmar que a massa, em kg, de anilina obtida pela reação completa de 246 kg de nitrobenzeno é igual a

(UEA AM/2014)

Considere o acetileno, C₂H₂, um gás extremamente inflamável, empregado em maçaricos oxi-acetileno, que os funileiros utilizam para corte e solda de metais. Esse gás pode ser obtido pela reação de carbeto de cálcio com água, de acordo com a equação:

CaC₂ (s) + 2 H₂O (l) →  C₂H₂ (g) + Ca(OH)₂ (s)

Considerando que a reação tenha um rendimento de 80%, a massa de acetileno formada pela transformação de 12,8 kg de carbeto de cálcio é, em kg, igual a

(UFPA/2013)

Substâncias químicas de interesse industrial podem ser obtidas por meio de extração de plantas, produzidas por micro-organismos, sintetizadas em laboratórios, entre outros processos de obtenção. Abaixo é apresentado um esquema de reação para obtenção de uma substância utilizada como flavorizante na indústria de alimentos.

Admitindo-se que todos os reagentes são puros e que o rendimento da reação seja de 90%, a quantidade (em kg) da substância 3, obtida a partir da reação de 8,0 kg da substância 2, é de aproximadamente

Dados: massas molares (g/mol): H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0

(UNIFICADO RJ/2011)

No equilíbrio químico, o deslocamento provoca um aumento do rendimento da reação e tem grande importância, principalmente para a indústria, pois, quanto maior a produção em curto tempo com a diminuição dos custos, melhor será o processo. Os fatores externos que podem deslocar o equilíbrio químico são: concentração, pressão e temperatura. Seja uma mistura de N₂, H₂ e NH₃ em equilíbrio (síntese da amônia). Nesse momento, as concentrações do N₂ e H₂ são:

[N₂] = 1,0 x 10^–12 mol.L^–1   e   [H₂] = 2,0 x 10^–8 mol.L^–1

Considere o valor da constante de equilíbrio a 298 K como 6,125 x 10⁴. O valor da concentração da amônia, nessas condições, em mol/L, é

(UFRN/2009)

Uma das principais descobertas que impulsionou a produção de alimentos foi o processo industrial de Haber-Bosch da produção de amônia, que ocorreu há cerca de 100 anos, de acordo com a reação (1):

Considerando-se um rendimento de 50% para a reação (1) e sabendo-se que, nas CNTP, 1,00 mol de gás ocupa 22,4 L, o volume de NH₃produzido a partir de 28 kg de N₂é:

(FEEVALE RS/2001)

A decomposição térmica do calcário (CaCO₃ → CaO + CO₂) é uma reação usada há muito tempo. Tal decomposição permite obter a cal, utilizada em argamassa, uma espécie de cola para pedras e/ou tijolos. A Grande Muralha da China, na foto, foi construída com argamassa de cal.

Suponha que uma indústria possua 8000 kg de calcário com 95% de pureza em CaCO₃ e quer obter cal virgem (CaO) por decomposição térmica desse calcário. Que massa de cal virgem obterá se o processo apresentar um rendimento de 95 % ?

CaCO₃  →  CaO  +  CO₂

(UFF RJ/1996)

O etanol (C₂H₅OH) pode ser produzido por fermentação da glicose (C₆H₁₂O₆), conforme a reação:

C₆H₁₂O_{6   fermentação →}   2C₂H₅OH + 2CO₂

Se 360 g de glicose produzem 92 g de etanol, o rendimento deste processo é:

(UNITAU SP/2018)

A cromação é a aplicação do metal de transição cromo sobre um material, geralmente metálico, por meio de eletrodeposição (processo eletrolítico de revestimento de superfícies com metais), a fim de torná-lo mais resistente à corrosão. O cromo é produzido a partir da seguinte reação:

Cr₂O₃(s) + 2 Al(s) → 2 Cr(s) + Al₂O₃(s)

Considere que a superfície metálica de uma motocicleta necessita de 125 gramas de cromo para a cromação. Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO de massa de Cr₂O₃(s) necessária para essa cromação, admitindo-se que a reação acima tenha um rendimento de 75%.

(Fac. Direito de São Bernardo do Campo SP/2017)

A síntese da amônia (NH₃) a partir dos gases nitrogênio (N₂) e hidrogênio (H₂) é uma reação de grande importância para a indústria de fertilizantes e explosivos. O processo adotado ainda hoje foi desenvolvido pelos alemães Haber e Bosch no início do século XX, diminuindo a dependência da Alemanha do salitre (KNO₃) importado principalmente do Chile.

A reação pode ser representada pelo equilíbrio

O rendimento de formação de amônia em função da temperatura e da pressão está representado no gráfico a seguir.

Industrialmente, a amônia é obtida sob pressão de 100 a 250 atm e temperatura entre 400 e 500 ºC.

Sobre a síntese da amônia foram feitas as seguintes afirmações:
I. Trata-se de um processo exotérmico.
II. Em uma mesma temperatura, o aumento da pressão aumenta a constante de equilíbrio de formação da amônia.
III. Nas condições adotadas pela indústria, a porcentagem de amônia presente na mistura em equilíbrio é de aproximadamente 60 %.
IV. Em temperaturas baixas, a reação é muito lenta devido à alta energia de ativação do processo, tornando a condição desvantajosa financeiramente.

Estão corretas apenas as afirmações:

(ENEM/2017)

O ácido acetilsalicílico, AAS (massa molar igual a 180 g/mol), é sintetizado a partir da reação do ácido salicílico (massa molar igual a 138 g/mol) com anidrido acético, usando-se ácido sulfúrico como catalisador, conforme a equação química:

Após a síntese, o AAS é purificado e o rendimento final é de aproximadamente 50%. Devido às suas propriedades farmacológicas (antitérmico, analgésico, anti-inflamatório e antitrombótico), o AAS é utilizado como medicamento na forma de comprimidos, nos quais se emprega tipicamente uma massa de 500 mg dessa substância.

Uma indústria farmacêutica pretende fabricar um lote de 900 mil comprimidos, de acordo com as especificações do texto. Qual é a massa de ácido salicílico, em kg, que deve ser empregada para esse fim?