Tipus de Reaccions Químiques i Càlculs de Rendiment

• Reacció de Síntesi: Dos o més reactius formen un únic producte. Exemple: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3$ (Nitrogen + Hidrogen = Amoníac)
• Reacció de Descomposició: Un reactiu es descompon en diversos productes. Exemple: $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$ (Carbonat de calci = Òxid de calci + Diòxid de carboni)
• Reacció de Desplaçament Simple: Un element substitueix un altre en un compost. Exemple: $\text{Zn} + 2\text{AgNO}_3 \rightarrow \text{Zn}(\text{NO}_3)_2 + 2\text{Ag}$ (Zn + Nitrat de plata = Nitrat de zinc + Ag)
• Reacció de Doble Desplaçament: Els ions d'un compost intercanvien llocs amb els ions d'un altre compost (canvi de parelles). Exemple: $\text{BeO}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{BeSO}_4$ (Òxid de berili + Àcid sulfúric = Aigua + Sulfat de berili)
• Reacció de Combustió Orgànica: Un compost orgànic reacciona amb $\text{O}_2$ produint $\text{CO}_2$ i $\text{H}_2\text{O}$. Exemple: Compost + $\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

El rendiment percentual es calcula com:

$$\text{Rendiment (\%)} = \frac{\text{Massa real}}{\text{Massa teòrica}} \times 100$$

Passos per al Càlcul Estequiomètric:

1. Convertir les masses inicials de $\text{Kg}$ a $\text{g}$.
2. Convertir les masses a mols (utilitzant la massa molar).
3. Convertir els mols d'un compost als mols de l'altre (utilitzant la proporció estequiomètrica de la reacció).
4. Convertir els mols del producte desitjat a grams. Aquesta és la massa teòrica.
5. Calcular el rendiment percentual.
6. Convertir el resultat final de $\text{g}$ a $\text{Kg}$ si és necessari.

Determinació del Reactiu Limitant:

Per determinar el reactiu limitant, es realitzen càlculs estequiomètrics a partir de les quantitats conegudes de cada reactiu. El reactiu que produeix la quantitat més petita de producte és el limitant. L'altre és el reactiu en excés. Exemple: Si es fan càlculs amb $10 \text{ g}$ de $\text{SiO}_4$, es converteix a mols, es calcula la proporció amb $\text{HF}$, i es torna a grams. Si $\text{SiO}_4$ és el reactiu limitant i $\text{HF}$ és el reactiu en excés.

Exemples de Reaccions Químiques

1. Classificació d'Equacions

• Hidròxid de coure (II) $\text{Cu}(\text{OH})_2 \rightarrow \text{CuO} + \text{H}_2\text{O}$ (Descomposició)
• Àcid bromhídric $\text{HBr} + \text{BeS} \rightarrow \text{H}_2\text{S} + \text{BeBr}_2$ (Doble Desplaçament)
• Età gas $\text{C}_2\text{H}_6 + (7/2)\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$ (Combustió orgànica)
• Carboni $\text{C} + \text{Au}_2\text{O} \rightarrow \text{CO}_2 + \text{Au}$ (Desplaçament Simple)
• Nitrat d'estany (II) $\text{Sn}(\text{NO}_3)_2 + 2\text{LiCl} \rightarrow 2\text{LiNO}_3 + \text{SnCl}_2$ (Doble Desplaçament)
• Plata $\text{Ag} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{AgCl}$ (Síntesi)
• Nitrogen $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3$ (Síntesi)
• Carbonat de calci $\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{CO}_3$ (Doble Desplaçament)
• Nitrit d'amoni $\text{NH}_4\text{NO}_2 \rightarrow \text{N}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$ (Descomposició)
• Pentà gas $\text{C}_5\text{H}_{12} + 8\text{O}_2 \rightarrow 5\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$ (Combustió orgànica)
• Cromat de sodi $\text{Na}_2\text{CrO}_4 + \text{Pb} \rightarrow 2\text{Na} + \text{PbCrO}_4$ (Desplaçament Simple)

2. Càlculs de Rendiment Específics

• Hidròxid de calci $\text{Ca}(\text{OH})_2 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{Ca}(\text{NO}_3)_2$. Resultat: $65,08 \text{ grams}$ de $\text{Ca}(\text{NO}_3)_2$ = Rendiment $13,83\%$.
• Nitrogen $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3$. Resultat: $60,71 \text{ grams}$ de $\text{NH}_3$ = Rendiment $32,12\%$.
• Àcid sulfúric $\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{KOH} \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{K}_2\text{SO}_4$. Resultat: $46,58 \text{ grams}$ de $\text{K}_2\text{SO}_4$.
• Clorur de fòsfor(III) $\text{PCl}_3 + 3\text{FeF}_2 \rightarrow 3\text{FeCl}_2 + \text{PF}_3$. Resultat: $27,665 \text{ grams}$ de $\text{FeCl}_2$.
• Carbonat de ferro(II) $\text{FeCO}_3 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{FeO}$. Resultat: a) $171,47 \text{ grams}$ de $\text{FeCO}_3$ i b) $81,84 \text{ grams}$ de $\text{FeO}$ reals.
• Òxid de sofre (VI) $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$. Resultat: $2,45 \text{ grams}$ de $\text{H}_2\text{SO}_4$ = Rendiment $3,67\%$.
• Òxid de magnesi $\text{MgO} \rightarrow \text{Mg} + \text{O}_2$. Resultat: $814,02 \text{ grams}$ de $\text{Mg}$ i $535,98 \text{ grams}$ de $\text{O}_2$.
• Ferro $\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{FeO}$. Resultat: $378,30 \text{ Kg}$ de $\text{FeO}$.
• Òxid de cobalt (II) $\text{CoO} \rightarrow \text{Co} + \text{O}_2$. Resultat: $49,145 \text{ kg}$ de mineral.