Expto 2 - Rendimento e os fatores que nele influem

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Curso: Engenharia Química 
Disciplina: Química Orgânica Experimental I 
Profa. Dra. Renata Carolina Zanetti Lofrano/Bloco 2 - sala 204 
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EXPERIMENTO 2: O RENDIMENTO E OS FATORES QUE NELE 
INFLUEM 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Nas previsões sobre massas de reagentes e produtos envolvidas em transformações químicas, 
admite-se que todo reagente se transforma em produto, não sendo levadas em conta as condições em que 
os processos se realizam. Na prática, tanto essas condições, como as características das transformações 
químicas envolvidas no processo considerado, contribuem para que as massas obtidas sejam menores que 
as esperadas. 
 A relação entre a quantidade de produtos obtida na prática e a quantidade prevista a partir da 
equação química é chamada de rendimento. 
 Consideremos o processo de obtenção de ferro-gusa no alto-forno. Através dos dados obtidos no 
boletim de produção abaixo, sabe-se que a partir de 66,0 t de minério de ferro são obtidas 40,0 t de ferro-
gusa. 
 
Tabela 1. Boletim de produção (massas das matérias-primas empregadas e dos produtos obtidos) de ferro-gusa. 
Carga do alto-forno 
(Toneladas) 
Ferro-gusa 
(Toneladas) 
Escória 
(Toneladas) 
Minério 66,0 
40,0 12,4 Carvão 36,4 
Calcário 3,2 
 
A quantidade de ferro-gusa prevista é bem diferente da real, pois se essas 66,0 t se transformassem 
totalmente em ferro, a quantidade formada seria de 46,2 t, como mostra o cálculo abaixo. 
 Pela equação química: 
 
 
 
 Como a quantidade real obtida foi de 40,0 t, o rendimento do processo será: 
 
 
 
O
u seja, o 
rendimento de uma reação ou processo é dado pela expressão: 
 
 
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No rendimento de reações químicas e processos industriais, os fatores que influem no rendimento 
são analisados e controlados a fim de se obtenha quantidades máximas de produto a partir do mínimo de 
matéria-prima. 
No planejamento de reações químicas e processos industriais, os fatores que influem no 
rendimento são analisados e controlados a fim de que se obtenha quantidades máximas de produto a partir 
do mínimo de matéria prima. 
A presença de impurezas nos reagentes, a rapidez da transformação em estudo, e 
conseqüentemente, a granulometria dos materiais, o contato entre os reagentes, a agitação, bem como as 
condições de temperatura e pressão, são fatores que influem na quantidade de reagentes consumidos e de 
produtos formados numa reação ou processo químico. Além desses, a eficiência da aparelhagem utilizada 
também deve ser considerada. 
Conhecer esses fatores permite propor modificações nos procedimentos. No entanto, há fatores 
não evitáveis, por exemplo, porque indicam que a matéria prima receba um tratamento prévio a fim de 
melhorar sua qualidade, o que na maioria das vezes, é muito dispendioso. 
No caso do minério de ferro de Carajás, o grau de pureza da hematita é cerca de 86,57%. Isso 
significa que em cada 100 partes de massa de qualquer amostra desse minério, 86, 57 partes são 
constituídas de óxido de ferro (III). As 13,43 partes restantes correspondem a impurezas. Considerando-se 
o boletim de produção acima, quando se carrega o alto-forno com 66,0t de minério, apenas 57,14t vão se 
transformar em ferro, as 8,86t restantes darão origem à escória. 
Isso é confirmado pelos cálculos abaixo: 
 
 
 Retomando-se à reação global da produção de ferro abaixo pode-se calcular qual a massa de ferro 
quando se usa 66,0t de minério cuja pureza é de 86,57%. 
 
 
 
 
Exatamente o mesmo valor apresentado no boletim de produção. 
 
 
 
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As diferenças observadas entre a massa de produtos obtida na prática e a massa prevista com base 
na equação química dependem dos fatores que intervêm na reação ou processo. Essas diferenças podem 
diminuir se estudos forem realizados a fim de melhorar as condições de reação. 
 
 
2. EXERCÍCIOS 
 
1. Queimando-se 40,0g de carvão produziram-se 131,0g de dióxido de carbono (CO2). Qual o rendimento 
desse processo? 
2. Com 30,0g de enxofre preparam-se 54,0g de sulfeto de ferro (II) (FeS). Calcule o rendimento desse 
processo. 
3. Qual a massa de ferro que se forma ao se carregar o alto-forno com hematita de pureza 89,9%? 
Considere o rendimento do processo como 100%. 
4. Calcular a massa de fero que se pode obter a partir de 25,0t de hematita contendo 30% de impurezas, 
sendo o rendimento do processo de: a) 100%; b) 65%. 
5. O nitrato de sódio (NaNO3), pode se obtido na interação do ácido nítrico co o hidróxido de sódio. 
a) Escreva a equação química de obtenção do nitrato de sódio; 
b) Calcule a massa de nitrato de sódio obtida na reação de ácido nítrico com 2g de hidróxido de sódio a 
80% de pureza. 
5. Qual a massa de ferro contida numa amostra de 32t de hematita (Fe2O3), de pureza 90%? 
 
 
3. BIBLIOGRAFIA 
 
1. CONSTANTINO, M., DA SILVA, G. V. e DONATE, P. M.; Fundamentos de Química Experimental. 
São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2004. 
2. BACCAN, N., DE ANDRADE, J. C., GODINHO, O. E. S., BARONE, J. S., Química Analítica 
Quantitativa Elementar. 3aedição, São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 2001. 
3. FURNISS, B. S. et all., Vogel´s Textbook of Practical Organic Chemistry. 5ª edição, Editora Prentice 
Hall, 1989. 
4. McMURRY, J., Química Orgânica. 4a edição, Rio de Janeiro: Editora Livros Técnicos e Científicos, 
1997. 
5. SOLOMONS, T. W. G., Química Orgânica. 7a edição, Rio de Janeiro: Editora Livros Técnicos e 
Científicos, 2001. 
6. MORRISON, R. & BOYD, R., Química Orgânica. 13a edição, Lisboa: Editora Fundação Caloustre 
Gulbekian, 1996. 
7. VOLHARDT, P. C. & NEIL, E., Química Orgânica. 4a edição, Porto Alegre: Editora Bookman, 2004. 
8. ALLINGER, N. L., et all, Química Orgânica. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois, 1978. 
9. DIAS, A. G., DA COSTA, M. A. e GUIMARÃES, P. I. C. , Guia Prático de Química Orgânica, Vol. 
1., Rio de janeiro: Editora Interciência, 2004