Pureza y rendimiento

Cajón de Ciencias

Pureza y rendimiento en reacciones
En este documento vamos a ver cómo se resuelven problemas de estequiometría que incluyan
cálculos sobre pureza de un elemento o rendimiento de una reacción. Pero primero vamos a explicar
brevemente qué son cada uno de estos términos.
Pureza: hablar de la pureza de un elemento es hacer un ejercicio de estequiometría un poco más
realista,puesto que en la naturaleza o en el laboratorio es muy difícil conseguir trabajar con un
compuesto 100% puro. Lo normal es que el ácido clorhídrico que estés usando no sea todo ácido
clorhídrico (por ejemplo, porque el agua en donde esté diluido tenga otras cosas) o que el azufre que
reacciona tenga impurezas. Así pues, cuando tengamos un compuesto “defectuoso”, éste va a contar
a la hora dehacer los cálculos como si estuviera en menor cantidad.
Rendimiento: Del mismo modo, indicar que nuestra reacción tiene un rendimiento del x % es
acercar las cosas a como ocurren en la realidad. Los cálculos estequiométricos básicos de cualquier
problema son puramente matemáticos, pero en el laboratorio pueden darse fluctuaciones de
temperatura, pérdidas por evaporación, irregularidadesimperceptibles y mil cosas1 más que hacen
que no se obtengan las cifras que tan limpiamente hemos obtenido mediante ecuaciones (de hecho,
siempre se obtiene menos, porque todos los rendimientos reales son inferiores al 100%)
Aclarado esto, vamos con un par de problemas de ejemplo.
1) En la reacción de neutralización del ácido clorhídrico con hidróxido de calcio:
HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O
seutilizan 100 gramos de clorhídrico 60% puro. Calcular a) la cantidad de cloruro de calcio
obtenida. b) Conociendo la pureza del HCl, ¿cuántos gramos de éste habría que usar para obtener
50g de H2O?
Si te has lanzado a hacer cálculos estequiométricos después de leer el enunciado, MAL. Escribe
cien veces: “Debo ajustar primero las reacciones”. Cuando lo hayas hecho, y hayas ajustado la
reacciónhasta tener esto:
2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O
Entonces sí podemos empezar a trabajar.
La primera parte es un problema de estequiometría básico. Comienza calculando los moles de
clorhídrico a partir de los gramos que nos dan:

1

Como el segundo principio de la termodinámica, que, muy sucintamente, afirma que siempre habrá pérdidas por el
camino.

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1) Paso de gramos de HCl a moles de HCl:
n = 100/36,5 = 2,74 moles de HCl.
Ahora, antes de seguir como un problema típico, vamos a utilizar el dato del rendimiento. Que el
HCl sea un 60% puro significa que no tenemos 2,74 moles reales de HCl. Parte de ellos
(concretamente un 40%) no nos sirven, no intervienen en la reacción, por tener impurezas o
cualquier otro motivo. No trabajaremoscon 2,74 moles de HCl, sino con el 60% de esos 2,74
moles:
moles reales de HCl = 2,74·60/100 = 1,64 moles de HCl
Ahora sí seguimos como siempre.
- Paso de moles de HCl a moles de CaCl2
2 moles de HCl
1,64

→
→

1 mol de CaCl2
x

x = 0,82 moles de CaCl2
- Paso de moles de CaCl2 a gramos de CaCl2:
n = m/Pm
0,82 = m/111
m = 91,02 g de CaCl2
¿Está claro? Lo único nuevo que añade lapureza es que hay que calcular un porcentaje a partir de
los moles de nuestra sustancia inicial2. El resto es un problema de estequiometría típico. Bien,
vamos con el apartado b):
b) Conociendo la pureza del HCl, ¿cuántos gramos de éste habría que usar para obtener 50g de
H2O?
Es como el anterior, pero trabajando hacia atrás.
- Paso de gramos de agua a moles de agua:
n = m/Pm = 50/18 = 2,78moles de H2O
- Paso de moles de agua a moles de HCl:
2 moles de HCl
x moles
2

→
→

2 moles de H2O
2,78

También puede hallarse el porcentaje de los gramos iniciales, transformar el resultado en moles y seguir a partir de
ahí. El resultado es el mismo.

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x = 2,78 moles de HCl
- Paso de moles de HCl a gramos de HCl
n = m/Pm
2,78 = m...