La resa di reazione (o più semplicemente resa) è la quantità di prodotto che si forma in seguito a una reazione chimica.

Per motivi che possono essere di vario tipo è inevitabile che in molte reazioni la quantità di prodotto che riusciamo effettivamente a ricavare sia inferiore alla quantità di prodotto che in teoria dovrebbe formarsi.

Può capitare ad esempio che la reazione sia incompleta, cioè che i reagenti non si trasformino del tutto, che si verifichino altre reazioni collaterali o che non sia possibile recuperare interamente il prodotto.

Dobbiamo quindi distinguere due tipi di resa:

• la resa teorica, cioè la quantità di prodotto che in teoria dovrebbe formarsi
• la resa effettiva, cioè la quantità di prodotto che riusciamo effettivamente a ricavare

Se vogliamo esprimere in percentuale la quantità di prodotto che riusciamo effettivamente a ricavare, è sufficiente calcolare la resa percentuale, che si ottiene moltiplicando per 100 il rapporto tra la resa effettiva e la resa teorica:

Resa\ percentuale=\frac{Resa\ effettiva}{Resa\ teorica}\ ·100

Se ad esempio la resa teorica di una reazione chimica è 16 moli e la resa effettiva è 12 moli, la resa percentuale è 75%.

Esercizi con la resa di reazione

Vediamo insieme quali sono i passaggi da seguire negli esercizi che riguardano la resa di reazione:

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Se 11 moli di N₂ reagiscono con 12 moli di H₂, qual è la resa teorica?

La prima cosa che dobbiamo fare in questo genere di esercizi è capire se ci sia un reagente limitante all’interno dell’equazione chimica. Dividiamo quindi le moli dei reagenti per i loro coefficienti stechiometrici (il reagente con il risultato minore è il reagente limitante):

\frac{11}{1}=1

\frac{12}{3}=4

Qui il reagente limitante è H₂.

A questo punto facciamo una proporzione tra le moli del reagente limitante e quelle del prodotto, ottenendo così la resa teorica (cioè la quantità di prodotto che in teoria dovrebbe formarsi):

3 : 2 = 12 : x

3 moli di H₂ stanno a 2 moli di NH₃ come 12 moli di H₂ stanno a x moli di NH₃

In base alla stechiometria dell’equazione dovrebbero formarsi 8 moli di NH₃.

E se non ci fosse alcun reagente limitante (in altre parole, se i risultati delle divisioni tra le moli e i coefficienti stechiometrici fossero uguali)?

In questo caso è sufficiente fare la proporzione tra uno qualsiasi dei reagenti e il prodotto.

Facciamo finta che ci siano ad esempio 6 moli di N₂ e 18 moli di H₂:

\frac{6}{1}=6

\frac{18}{3}=6

Siccome il risultato è lo stesso e quindi non c’è alcun reagente limitante, è sufficiente rifare la stessa proporzione di prima usando un reagente qualsiasi.

Otteniamo così una resa teorica di 12 moli.

Calcolare ora la resa percentuale, sapendo che la resa effettiva è di 5 moli.

Se a questo punto ci venisse chiesta la resa percentuale, non dovremmo fare altro che moltiplicare per 100 il rapporto tra la resa effettiva e la resa teorica.

Riprendiamo quindi la resa teorica di 8 moli che avevamo ottenuto in precedenza:

\frac{5}{8}\ ·100=62,5

In questo caso la resa percentuale è 62,5%.

E se ci viene fornita la massa negli esercizi sulla resa di reazione?

Negli esercizi che riguardano la resa di reazione può capitare che ci venga fornita la massa in grammi dei reagenti al posto delle loro moli.

Vediamo insieme come procedere in questo caso:

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Se 280 g di Fe reagiscono con 192 g di O₂ e la resa effettiva è di 240 g, qual è la resa percentuale?

Ogni volta che abbiamo la massa in grammi di un reagente o di un prodotto, la prima cosa da fare è convertirla in moli moltiplicandola per la massa molare del reagente o del prodotto.

In questo caso le masse molari, indicate sulla tavola periodica, sono:

Pertanto, otteniamo le seguenti moli:

n_{Fe}=\frac{280\ g}{56\ \frac{g}{mol}}=5\ mol

n_{O_2}=\frac{192\ g}{32\ \frac{g}{mol}}=6\ mol

n_{Fe_2O_3(resa\ effettiva)}=\frac{240\ g}{160\ \frac{g}{mol}}=1,5\ mol

A questo punto dividiamo le moli dei reagenti per i loro coefficienti stechiometrici, in modo da capire se ci sia un reagente limitante. In questo caso il reagente limitante è Fe.

Adesso facciamo la stessa proporzione di prima tra le moli del reagente limitante e quelle del prodotto, ottenendo così la resa teorica:

4 : 2 = 5 : x

4 moli di Fe stanno a 2 moli di Fe₂O₃ come 5 moli di Fe stanno a x moli di Fe₂O₃

La resa teorica è di 2,5 moli.

Adesso possiamo calcolare la resa percentuale moltiplicando per 100 il rapporto tra la resa effettiva e la resa teorica:

\frac{1,5\ mol}{2,5\ mol}\ ·100=60

In questo caso la resa percentuale è 60%.

Attenzione

Se l’equazione chimica di un esercizio non è bilanciata, dobbiamo bilanciarla.

Inoltre, quando un esercizio ci fornisce la massa in grammi di una o più sostanze, non dobbiamo fare altro che ricordarci le formule usate nei calcoli con le moli.