Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Porcentaje de Rendimiento y Pureza


En el estudio de la química, especialmente a nivel de pregrado, la estequiometría es un aspecto esencial que implica determinar la cantidad de reactivos y productos en las reacciones químicas. Dos conceptos importantes dentro de la estequiometría son el porcentaje de rendimiento y la pureza. Estos conceptos ayudan a determinar la eficiencia de una reacción y la calidad del producto final.

Rendimiento teórico

El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que se puede producir a partir de una cantidad dada de reactivos, asumiendo que la reacción procede a conversión completa en condiciones ideales.

Por ejemplo, considere la reacción entre gas hidrógeno y gas oxígeno para formar agua:

2H2 + O2 → 2H2O

Si comienzas con 10 moles de H2 y 5 moles de O2, la estequiometría de la reacción implica que teóricamente puedes generar 10 moles de H2O.

Rendimiento real

El rendimiento real es la cantidad medida de producto obtenida de una reacción. Debido a varios factores como reacciones incompletas, reacciones secundarias y pérdidas durante la recuperación del producto, el rendimiento real suele ser menor que el rendimiento teórico.

Usando el ejemplo anterior, supongamos que solo separas 8 moles de agua. Aquí, el rendimiento real es de 8 moles, lo que es menor que los 10 moles teóricos.

Porcentaje de rendimiento

El porcentaje de rendimiento es una medida de la eficiencia de una reacción, expresada como un porcentaje. Se calcula utilizando la fórmula:

Porcentaje de Rendimiento = (Rendimiento Real / Rendimiento Teórico) * 100%

Usando el ejemplo de la formación del agua, el porcentaje de rendimiento sería:

Porcentaje de Rendimiento = (8 moles / 10 moles) * 100% = 80%

Ejemplo visual

Rendimiento Teórico (10 mol) Rendimiento real (8 mol)

Pureza

La pureza se refiere a la cantidad del producto deseado en relación con la cantidad de la muestra impura. Esto es particularmente relevante en el caso de productos que están en forma cruda después de una reacción y requieren una mayor purificación.

La pureza de una sustancia se expresa como un porcentaje y se calcula de la siguiente manera:

Pureza (%) = (Masa de Sustancia Pura / Masa Total de la Muestra) * 100%

Continuando con nuestros ejemplos, supongamos que tienes una muestra de 12 gramos que contiene 9 gramos de producto puro. La pureza sería:

Pureza (%) = (9g / 12g) * 100% = 75%

Ejemplo visual

Muestra total (12 g) Sustancia pura (9 g)

Aplicaciones en el mundo real

Entender el porcentaje de rendimiento y pureza es importante en varios campos como la farmacéutica, la ciencia de materiales y el procesamiento de alimentos.

Ejemplos en la farmacéutica

En la fabricación de medicamentos, un alto porcentaje de rendimiento asegura la máxima eficiencia y rentabilidad. Además, la alta pureza del medicamento es importante para la seguridad del paciente y la aprobación regulatoria.

Ejemplos en ciencia de materiales

En la producción de materiales como polímeros, alcanzar rendimientos cercanos al teórico puede reducir el desperdicio y aumentar la viabilidad económica. La pureza de un material afecta sus propiedades como la resistencia y la flexibilidad.

Desafíos comunes

Algunos desafíos comunes para lograr un alto porcentaje de rendimiento y pureza son los siguientes:

  • Reacciones incompletas donde no todos los reactivos se convierten en productos.
  • Reacciones laterales competidoras que crean subproductos indeseados.
  • Pérdida de producto durante el proceso de separación y purificación.

Mejorando el porcentaje de rendimiento y pureza

Varias estrategias se pueden utilizar para aumentar el porcentaje de rendimiento y la pureza del producto:

  • Optimización de las condiciones de reacción, tales como temperatura, presión y concentración.
  • Uso de catalizadores para hacer que las reacciones ocurran más eficientemente.
  • Implementar técnicas de purificación efectivas como recristalización, destilación o cromatografía.

Ejemplo: mejora en el rendimiento por catálisis

Considere una reacción catalizada por una enzima o un catalizador metálico, que reduce la energía de activación y aumenta la velocidad de reacción, lo que lleva a una conversión más completa.

Conclusión

El porcentaje de rendimiento y pureza son conceptos fundamentales en la estequiometría que proporcionan información sobre la eficiencia y calidad de las reacciones químicas. Un buen entendimiento de estos temas es esencial para cualquier persona que trabaje en campos relacionados con la química, ya que afectan tanto la viabilidad económica como práctica de los procesos industriales y de laboratorio.


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