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¿Alguna vez has intentado cocinar para, por ejemplo, 8 personas; pero, cuando terminas la preparación te das cuenta de que en realidad solo hay comida para 7? Pudo haber sido por un error de cálculo al principio, porque la comida tenía mucha agua y terminó encogiéndose al ser cocinada (como por ejemplo, las espinacas) o porque desperdiciaste algo por alguna equivocación.
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Regístrate gratisEl porcentaje de rendimiento de una reacción es del 76,1%, ¿Cuál de las siguientes es una posible explicación?
Un proceso con un rendimiento del 86% puede seguir siendo ineficiente, ¿Por qué sí o por qué no?
El porcentaje de rendimiento de una reacción es del 109%, ¿Cuál de las siguientes es una posible explicación?
Si se producen 0,655 mol de FeCl3 a partir de 46,2 g de Fe y 54,6 g de Cl2, ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento?2Fe + 3Cl2 --> 2FeCl3
La reacción entre 0,45 mol de O2 y el exceso de H2 tuvo un rendimiento del 73,4%. ¿Cuál fue el rendimiento real?2H2 + O2 --> 2H2O
Hemos llevado a cabo una reacción en la que hemos obtenido 67g de producto. Previamente habíamos hecho el cálculo y deberíamos de haber obtenido 103g de producto, ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de esta reacción?
¿Verdadero o falso?: El rendimiento químico puede ser mayor al 100%
¿Verdadero o falso?: El rendimiento químico es un factor que se debe tener en cuenta en la química industrial para tener las menores pérdidas económicas posibles.
¿Cuál de las siguientes no es una razón por la cual el rendimiento real de una reacción puede disminuir?
El porcentaje de rendimiento de una reacción es del 76,1%, ¿Cuál de las siguientes es una posible explicación?
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La reacción entre 0,45 mol de O2 y el exceso de H2 tuvo un rendimiento del 73,4%. ¿Cuál fue el rendimiento real?2H2 + O2 --> 2H2O
Hemos llevado a cabo una reacción en la que hemos obtenido 67g de producto. Previamente habíamos hecho el cálculo y deberíamos de haber obtenido 103g de producto, ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de esta reacción?
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Equipo de profesores de Rendimiento de las reacciones químicas
Bien, pues en términos químicos, el rendimiento teórico sería la comida para 8 personas; es decir, la cantidad que tú esperabas obtener. Sin embargo, obtuviste comida para solamente 7 personas, menos de lo que esperabas; esto sería el rendimiento real o experimental.
Fig. 1. Las espinacas son una comida que podría compararse con el bajo rendimiento químico:
cuando no están cocinadas, parece que tenemos una gran cantidad; pero, cuando las cocinamos, pierden un gran volumen de agua, por lo que nos quedamos con una cantidad mucho menor de la esperada inicialmente.
El rendimiento químico es la cantidad de producto que obtenemos a partir de los reactivos de una reacción. Este puede ser rendimiento real (también denominado rendimiento experimental) o teórico. Se utiliza para conocer la eficiencia de una reacción.
Fig. 2: Comparación rendimiento teórico y rendimiento real o experimental.
Cuando llevamos a cabo una reacción, generalmente debemos calcular cuál será la cantidad de producto (o productos) que vamos a obtener a partir de la cantidad de reactivos que estamos usando.
El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad de producto que deberíamos obtener a partir de los reactivos que estamos empleando, si las condiciones en las que se lleva a cabo son perfectas y no hay ninguna fuga de productos (por ejemplo, si es un gas, por no haber usado un método correcto para recogerlo).
En la mayoría de las ocasiones en las que llevamos a cabo una reacción química no obtenemos la cantidad de producto que esperábamos, ya sea porque no hemos recogido bien el producto o porque ha habido reacciones secundarias que no hemos tenido en cuenta.
El rendimiento real o experimental es la cantidad real de producto que obtenemos cuando llevamos a cabo una reacción química.
El rendimiento químico de las reacciones es una medida muy importante en la química y, más concretamente, en la química industrial. Esto se debe a que en la generación de productos químicos se debe tener en cuenta la cantidad de producto que deberíamos haber obtenido, comparada con la que hemos obtenido, para evitar desperdicios y la consecuente pérdida de dinero que esto conllevaría para la industria.
Gracias al cálculo del rendimiento químico, se lograría saber cuáles son las causas de estas pérdidas y se podrían implementar soluciones para evitarlas.
El rendimiento químico se define y calcula de la siguiente forma:
El rendimiento químico es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico.
La ecuación para calcularlo es la siguiente:
$$Rendimiento\ quimico= \frac{porcentaje\ real}{porcentaje\ teorico}$$
En el apartado anterior, hemos visto cómo se calcula el rendimiento químico. Asimismo, a partir del rendimiento químico de una reacción podremos calcular su porcentaje de rendimiento (o rendimiento porcentual). Para ello, simplemente, tenemos que multiplicar el rendimiento por 100:
El porcentaje de rendimiento es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico.
La ecuación para calcularlo es la siguiente:
$$Porcentaje\ de\ rendimiento = \frac{rendimiento\ real}{rendimiento\ teorico}\cdot 100$$
El rendimiento químico se expresa, generalmente, como un porcentaje; por ello, esta es la fórmula más utilizada para calcularlo.
Cuando calculamos el rendimiento químico, hay que tener en cuenta que este dar un valor superior al 100 %. Esto suele deberse a un error.
Si tenemos que secar un producto para eliminar el disolvente, el disolvente sobrante daría una masa extra que estamos teniendo en cuenta.
Otra posibilidad sería, por ejemplo, que el producto haya absorbido vapor de agua del aire, lo que le añadiría una masa extra.
El rendimiento de una reacción se calcula con la fórmula que hemos visto en el apartado anterior:
$$Porcentaje\ de\ rendimiento = \frac{rendimiento\ real}{rendimiento\ teorico}\cdot 100$$
Veamos un ejemplo, para entender mejor el concepto:
Hemos llevado a cabo una reacción en la que hemos obtenido 70 kg de producto. Previamente, habíamos hecho el cálculo y deberíamos de haber obtenido 100 kg de producto. ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de esta reacción?
Solución:
En primer lugar, debemos identificar el rendimiento real y el rendimiento teórico:
A continuación, introducimos estas cifras en nuestra ecuación:
$$ \%\ de\ rendimiento = \frac{rendimiento\ real}{rendimiento\ teorico}=\frac{70\ kg}{100\ kg}\cdot 100=70\ \%$$
Por lo tanto, hemos calculado que nuestro porcentaje de rendimiento es: 70 %. Esto quiere decir que hemos obtenido el 70 % de la cantidad de producto que debíamos de obtener.
El porcentaje de rendimiento es importante ya que, especialmente en las industrias químicas, necesitamos asegurarnos de tener el mayor rendimiento. A veces, hay factores que pueden afectar a nuestro rendimiento, como por ejemplo que algún producto se quede en el aparato y, por tanto, no se mida; también, el reactivo puede no ser puro; o podemos obtener productos adicionales, debido a reacciones secundarias que no hemos tenido en cuenta.
A continuación, veremos algunos ejemplos de ejercicios en los que se debe calcular el rendimiento de una reacción.
Empezaremos con uno simple, parecido al anterior:
Hemos llevado a cabo una reacción con ciertos reactivos y hemos obtenido 900 g de producto. Previamente, habíamos hecho el cálculo del rendimiento teórico y sabemos que deberíamos de haber obtenido 1980 g de producto. ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de esta reacción?
Solución:
Primero es necesario identificar el rendimiento real y el rendimiento teórico:
A continuaciónm debemos introducir las cifras de cada rendimiento en la ecuación dada:
$$\frac{900\ kg}{1980\ kg} \cdot 100 = 45,45 \%$$
Ahora sabemos que el porcentaje de rendimiento es del 45.45%, lo que quiere decir que hemos obtenido el 45.45% del total que deberíamos de haber obtenido; este es un porcentaje bastante bajo.
Es fácil, ¿No? Seguro que no has tenido ningún problema para hacerlo correctamente. Pero si es así, te recomiendo volver a leer la teoría, ya que el ejercicio que viene ahora es un poco más complicado:
En el laboratorio, hemos descompuesto 48,4g de KClO3. Una vez completada la descomposición, pudimos recoger 0,250 moles de O2. ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de O2?
Solución:
Tenemos:
$$KClO_3\rightarrow KCl +O_2$$
Lo primero que tenemos que hacer es equilibrar esta reacción. La reacción equilibrada es:
$$2KClO_3\rightarrow 2KCl +3O_2$$
A continuación, tenemos que convertir los gramos de reactivo en moles:
$$\frac{48.4\,g}{\frac{122.55\,g}{mol}}=0.394\,mol$$
Ahora, podemos calcular el rendimiento teórico:
$$0.394\,mol\,KClO_3*\frac{3\,mol\,O_2}{2\,mol\,KClO_3}=0.592\,mol\,O_2$$
Por último, calculamos el porcentaje de rendimiento:
$$\text {porcentaje de rendimiento}= \frac {\text {rendimiento real}}{\text {rendimiento teórico}}\cdot 100 \%$$
$$\frac{0.250\,mol}{0.592\,mol}*100\%=42\%$$
Esta reacción tiene sólo un 42% de rendimiento, lo que indica muy poca eficiencia, ya que no llega ni siquiera a la mitad de lo esperado. En este caso, el problema podría estar en el método utilizado para recoger el gas oxígeno, o puede haber algún otro problema.
En algunas ocasiones, el rendimiento real de una reacción es bastante más bajo que el rendimiento teórico. Cuando llevamos a cabo una reacción, nos interesa que su rendimiento sea lo más alto posible; por eso, hay que tener en cuenta algunos factores, antes de realizarla, con el fin de obtener la mayor cantidad de producto posible.
Algunos ejemplos son:
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¿Qué es el rendimiento, en una reacción química?
El rendimiento en química es la cantidad de producto que obtenemos a partir de los reactivos de una reacción. Este puede ser rendimiento real (también denominado rendimiento experimental) o teórico.
¿Qué factores determinan el rendimiento de una reacción química?
Los factores que determinan el rendimiento de una reacción química son:
¿Cómo calcular el rendimiento, en química?
El rendimiento, en química, es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico. Se calcula dividiendo el porcentaje real entre el teórico.
La ecuación para calcularlo es:
Rendimiento químico = porcentaje real/porcentaje teórico
¿Cómo aumentar el rendimiento de una reacción química?
En algunas ocasiones, el rendimiento real de una reacción es bastante más bajo que el rendimiento teórico. Cuando llevamos a cabo una reacción, nos interesa que su rendimiento sea lo más alto posible; por eso, hay que tener en cuenta algunos factores, antes de realizarla, con el fin de obtener la mayor cantidad de producto posible.
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Lily Hulatt es una especialista en contenido digital con más de tres años de experiencia en estrategia de contenido y diseño curricular. Obtuvo su doctorado en Literatura Inglesa en la Universidad de Durham en 2022, enseñó en el Departamento de Estudios Ingleses de la Universidad de Durham y ha contribuido a varias publicaciones. Lily se especializa en Literatura Inglesa, Lengua Inglesa, Historia y Filosofía.
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Gabriel Freitas es un ingeniero en inteligencia artificial con una sólida experiencia en desarrollo de software, algoritmos de aprendizaje automático e IA generativa, incluidas aplicaciones de grandes modelos de lenguaje (LLM). Graduado en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de São Paulo, actualmente cursa una maestría en Ingeniería Informática en la Universidad de Campinas, especializándose en temas de aprendizaje automático. Gabriel tiene una sólida formación en ingeniería de software y ha trabajado en proyectos que involucran visión por computadora, IA integrada y aplicaciones LLM.
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