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3.10 Rendimiento de reacción 103

3.10 Rendimiento de reacción

La cantidad de reactivo limitante presente al inicio de una reacción determina el rendi- Tenga presente que el rendimiento
miento teórico de la reacción, es decir, la cantidad de producto que se obtendrá si reac- teórico es el rendimiento que usted
ciona todo el reactivo limitante. Por lo tanto, el rendimiento teórico es el rendimiento calcula usando la ecuación balan-
ceada. El rendimiento real es el ren-
máximo que se puede obtener, y se calcula a partir de la ecuación balanceada. En la dimiento obtenido para realizar la
práctica, el rendimiento real, es decir, la cantidad de producto que se obtiene en una reacción.
reacción, casi siempre es menor que el rendimiento teórico. Existen muchas razones para
explicar la diferencia entre el rendimiento real y el teórico. Por ejemplo, muchas reaccio-
nes son reversibles , por lo que no proceden en 100% de izquierda a derecha. Aun cuando
la reacción se complete en 100%, resulta difícil recuperar todo el producto del medio de
reacción (por ejemplo, de una disolución acuosa). Algunas reacciones son complicadas,
en el sentido de que los productos formados pueden seguir reaccionando entre sí o con
los reactivos, para formar aun otros productos. Estas reacciones adicionales reducen el
rendimiento de la primera reacción.
Para determinar la efi ciencia de una reacción específi ca, los químicos utilizan el tér-
mino porcentaje de rendimiento , que describe la proporción del rendimiento real con
respecto al rendimiento teórico. Se calcula como sigue:

rendimiento real
% de rendimiento 5 3 100% (3.4)
rendimiento teórico

El intervalo del porcentaje del rendimiento puede fl uctuar desde 1 hasta 100%. Los quí-
micos siempre buscan aumentar el porcentaje de rendimiento de las reacciones. Entre los
factores que pueden afectar el porcentaje del rendimiento se encuentran la temperatura y
la presión. Estudiaremos sus efectos más adelante.
En el ejemplo 3.17 se muestra el cálculo del rendimiento de un proceso industrial.

Ejemplo 3.17
El titanio es un metal fuerte, ligero y resistente a la corrosión, que se utiliza en la construc-
ción de naves espaciales, aviones, motores para aviones y armazones de bicicletas. Se obtie-
ne por la reacción de cloruro de titanio(IV) con magnesio fundido entre 950 y 1 1508C:

TiCl 4 (g) 1 2Mg(l) ¡ Ti(s) 1 2MgCl 2 (l)
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En cierta operación industrial, se hacen reaccionar 3.54 3 10 g de TiCl 4 con 1.13 3 10 g
de Mg. a) Calcule el rendimiento teórico de Ti en gramos. b) Calcule el porcentaje del ren-
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dimiento si en realidad se obtienen 7.91 3 10 g de Ti.
a) Estrategia Debido a que hay dos reactivos, es probable que se trate de un problema de
reactivo limitante. El reactivo que produce menos moles de producto es el reactivo limitante.
¿Cómo se puede convertir la cantidad de reactivo en cantidad de producto? Realice los
cálculos para cada reactivo, después compare los moles del producto, Ti, formado.
Solución Se realizan los dos cálculos por separado para ver cuál de los dos reactivos es el
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reactivo limitante. Primero se comienza con 3.54 3 10 g de TiCl 4 , se calcula el número de
moles de Ti que se podrían producir si toda la cantidad de TiCl 4 reaccionase. Las
conversiones son

gramos de TiCl 4 ¡ moles de TiCl 4 ¡ moles de Ti

(continúa)