Οι χημικές αντιδράσεις μετατρέπουν τα αντιδραστήρια σε προϊόντα, αλλά, συνήθως, υπάρχουν πάντα μερικές ποσότητες αντιδρώντων στα προϊόντα της αντίδρασης. Τα αντιδραστήρια που παραμένουν αχρησιμοποίητα στα προϊόντα μειώνουν την καθαρότητα της απόδοσης της αντίδρασης. Ο προσδιορισμός της αναμενόμενης απόδοσης μιας αντίδρασης περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του αντιδραστηρίου που είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο για την εξίσωση. Οποιαδήποτε ποσότητα των άλλων αντιδραστηρίων πέραν αυτής που απαιτείται για την κάλυψη των απαιτήσεων της χημικής εξίσωσης θα παραμείνει στα προϊόντα. Οι μονάδες μέτρησης για τα αντιδρώντα που δεν αντιδρούν είναι γραμμομόρια. Για να αυξήσετε την καθαρότητα του προϊόντος πρέπει να γνωρίζετε πόσα από τα αντιδραστήρια πρέπει να εξαλείψετε κατά βάρος.
Υπολογίστε το μοριακό βάρος όλων των αντιδραστηρίων. Προσθέστε μαζί το ατομικό βάρος κάθε ατόμου σε κάθε αντιδραστήριο. Για παράδειγμα, για τη χημική αντίδραση που περιλαμβάνει CaCO3 και HCl, υπολογίστε το μοριακό βάρος και των δύο αντιδρώντων. Το μοριακό βάρος του HCl είναι ίσο με την προσθήκη των ατομικών βαρών του υδρογόνου και του ατομικού βάρους του χλωρίου, με αποτέλεσμα 1,008 + 35,453 = 36,461 g / mol. Το μοριακό βάρος του CaCO3 είναι ίσο με την προσθήκη των ατομικών βαρών ασβεστίου, άνθρακα και τριπλάσιο του ατομικού βάρους του οξυγόνου, με αποτέλεσμα 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g / mol.
Προσδιορίστε τη γραμμομοριακή αναλογία για κάθε αντιδραστήριο. Ο γραμμομοριακός λόγος καθορίζει πόσα γραμμομόρια ενός αντιδραστηρίου απαιτούνται για να ολοκληρωθεί η αντίδραση. Συνεχίζοντας το παράδειγμα, ποια είναι η γραμμομοριακή αναλογία για CaCO3 και HCl στην εξίσωση: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. Η γραμμομοριακή αναλογία για CaCO3 είναι 1 γραμμομόριο Το CaCO3 απαιτεί 2 γραμμομόρια HCl, επομένως, η αναλογία είναι 1-προς-2. Για HCl, 1 mole HCl απαιτεί 1/2 mole CaCO3 για πλήρη αντίδραση, επομένως, η αναλογία για HCl είναι 1-προς-1/2.
Προσδιορίστε το περιοριστικό αντιδραστήριο για την αντίδραση. Το περιοριστικό αντιδραστήριο της εξίσωσης είναι το αντιδραστήριο που χρησιμοποιείται πλήρως κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Χρησιμοποιώντας τη γραμμομοριακή αναλογία και αρχικές ποσότητες των αντιδρώντων, μπορείτε να βρείτε ποιο αντιδραστήριο είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο. Συνεχίζοντας το παράδειγμα, υποθέστε ότι η αντίδραση ξεκινά με 30,027 γραμμάρια CaCO3 και 10,938 γραμμάρια HCl. Μετατρέψτε αυτές τις τιμές σε γραμμομόρια διαιρώντας με τα μοριακά βάρη τους. Υπάρχουν 0,300 moles CaCO3 και 0,478 mol HCl. Σύμφωνα με τη γραμμομοριακή αναλογία για CaCO3, 0,300 γραμμάρια CaCO3 θα απαιτούσαν 0,600 γραμμάρια ΗΟΙ για να αντιδράσουν πλήρως. Επομένως, το ΗΟΙ είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.
Αφαιρέστε την ποσότητα κάθε αντιδραστηρίου από την αρχική ποσότητα για να βρείτε την ποσότητα των αντιδραστηρίων που υπερβαίνουν τις ανάγκες. Χρησιμοποιώντας τη γραμμομοριακή αναλογία για HCl, 0,478 mol HCL απαιτούν 0,239 mol CaCO3 για πλήρη αντίδραση. Το επιπλέον ποσό του CaCO3 είναι αρχικό ποσό μείον το τελικό ποσό. Η ποσότητα CaCO3 στο προϊόν είναι 0,300 - 0,239 = 0,061 moles CaCO3.
Μετατρέψτε την ποσότητα κάθε περίσσειας αντιδραστηρίου σε γραμμάρια χρησιμοποιώντας το μοριακό της βάρος. Το βάρος είναι ίσο με το μοριακό βάρος επί τον αριθμό γραμμομορίων. Το CaCO3 είναι το μόνο πλεονάζον αντιδραστήριο σε αυτό το παράδειγμα, επομένως η ποσότητα του CaCO3 είναι 100,089 * 0,061 = 6,105 γραμμάρια.