▷ RESUELVO 👌 el %RENDIMIENTO ✅ en la producción de NaCl, usando 10g de NaHCO3 y Ácido Sultán ⚠️ (HCl al 15%)

RESUELVO 👌 el %RENDIMIENTO ✅ en la producción de NaCl, usando 10g de NaHCO3 y Ácido Sultán ⚠️ (HCl al 15%) 

By. Ing. Edson Hdez. S

Te explico como obtener Sal, usando bicarbonato y ácido sultán en las proporciones exactas, usando ESTEQUIOMETRÍA, después calculamos el %Rendimiento teórico, %Rendimiento Real y por ultimo el Rendimiento porcentual (% Rendimiento) de la Sal (NaCl). Éste problema se puede aplicar fácilmente en la PRÁCTICA.

Solución en Video

Empecemos por asignar una base de cálculo para nuestro problema; 10 g de NaHCO3 

Algunas consideraciones a tomar en cuenta para los cálculos;

- El Ácido Sultán tiene una concentración en %V del (13% al 17%), se usará la media 15% de HCl
- La densidad del Ácido Sultán fluctúa de 1.02 g/ml a 1.08 g/ml, a una Temp. entre 27°C a 31 °C entre las (10 am - 5 pm), se usará 1.05 g/ml.

No se preocupen, los cálculos serán tan exactos que podrán probar la mezcla y notarán que efectivamente se obtiene Sal.

La reacción química;

Fig 1. La reacción química describe la producción de sal a partir del ácido clorhídrico (HCl), como ácido sultán y el Bicarbonato de sodio, nótese que el Dióxido de Carbón (CO2) se libera por estar en estado gaseoso.

La reacción química esta balanceada, es una gran ayuda, los compuestos que estarán involucrados en nuestro problema será (HCl, NaHCO3 y NaCl), por tanto me adelantaré y calcularé sus masas en función a los moles que están presentes en la reacción Química de la Fig 1.

1 mol de HCl = 36.5 g HCl

1mol de NaHCO3 = 84 g NaHCO3 

1 mol de NaCl = 58.5 g de NaCl

Calcularé los gramos necesarios de HCl;

Fig 2. La estequiometria para obtener los gramos de ácido clorhídrico, la relación es;  "36. 6 de HCl reaccionan con 84 g de NaHCO3 , ¿Cuantos gramos de HCl se necesitan si usamos 10 gramos de NaHCO3 ?"

Debemos considerar que el HCl como Ácido Sultán se encuentra en estado líquido, ademas, no es puro, por tanto me acomodaré y calculare el volumen de HCl necesario, usando la masa ya calculada en la Fig 2.

Fig 3. Los datos de la densidad fueron calculados por mi, la image muestra el cálculo de volumen 4.3452 g de HCl

Recordemos que nuestro Ácido Sultán se encuentra al 15%, es decir; por cada 100 ml de sultán, 15 ml es HCl, y 85 ml H2O, por tanto podemos considerar la siguiente relación;

Fig 4. Con esta relación obtenemos la cantidad neta de Ácido sultán a usar para 10 g de bicarbonato de sodio, nótese como existen 23. 44 ml de agua en la mezcla, sin embargo esta no reaccionará.

Calculando el Rendimiento Teórico del NaCl

Para la estequiometría, la relación será; NaCl con NaHCO3

Fig 6. Si se reacciona 10 g de Bicarbonato de sodio con 4.13 g de HCl (27.5 ml de Ácido Sultán), teóricamente vamos a obtener 6.96 g de NaCl (Rendimiento teórico del NaCl)

Calculando el Rendimiento Real del NaCl

El rendimiento real esa que obtenemos de forma real, es decir, la mezcla será Agua con Sal, pues el CO2 se libera por estar en estado gaseoso, un proceso físico de separación de mezcla (Evaporación) ayudará a pesar la sal;

Fig 7. La mezcla acuosa se somete a evaporación, una vez separado el agua de la sal se procede a  recolectar los cristales de sal formado.

Fig 8. Los cristales de sal recolectados se pesan, la imagen muestra una balanza digital pensado la sal recolectada

Se obtiene en total un rendimiento porcentual del 67.8 %

Como podrán observar, el calculo teórico y el real son diferentes, éste puede variar mucho, en éste caso la evaporación de sal sufrió en un momento pequeñas "explosiones" de aire, donde salía expulsado liquido (que seguramente contenía trazas de NaCl), repetidamente esto pudo alterar el Rendimiento Real.