Las reacciones químicas convierten los reactivos en productos, pero, por lo general, siempre quedan algunas cantidades de reactivos en los productos de la reacción. Los reactivos que quedan sin usar en los productos disminuyen la pureza del rendimiento de la reacción. Determinar el rendimiento esperado de una reacción incluye determinar qué reactivo es el reactivo limitante para la ecuación. Cualquier cantidad de los otros reactivos más allá de la necesaria para cumplir con los requisitos de la ecuación química permanecerá en los productos. Las unidades de medida de los reactivos que no reaccionan son los moles. Para aumentar la pureza del producto debes saber cuántos reactivos eliminar por peso.
Calcule el peso molecular de todos los reactivos. Sume el peso atómico de cada átomo en cada reactivo. Por ejemplo, para la reacción química que involucra CaCO3 y HCl, calcule el peso molecular de ambos reactivos. El peso molecular del HCl es igual a la suma de los pesos atómicos del hidrógeno y el peso atómico del cloro, lo que da como resultado 1,008 + 35,453 = 36,461 g / mol. El peso molecular del CaCO3 es igual a la suma de los pesos atómicos de calcio, carbono y tres veces el peso atómico del oxígeno, lo que da como resultado 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g / mol.
Determine la proporción molar de cada reactivo. La relación molar especifica cuántos moles de un reactivo se requieren para que la reacción se complete. Continuando con el ejemplo, ¿cuál es la relación molar de CaCO3 y HCl en la ecuación: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20? La relación molar de CaCO3 es 1 mol de CaCO3 requiere 2 moles de HCl, por lo tanto, la relación es de 1 a 2. Para HCl, 1 mol de HCl requiere 1/2 mol de CaCO3 para completar la reacción, por lo tanto, la proporción de HCl es de 1 a 1/2.
Determine el reactivo limitante de la reacción. El reactivo limitante de la ecuación es el reactivo completamente utilizado durante la reacción. Usando la relación molar y las cantidades iniciales de los reactivos, puede encontrar qué reactivo es el reactivo limitante. Continuando con el ejemplo, suponga que la reacción comienza con 30.027 gramos de CaCO3 y 10.938 gramos de HCl. Convierta estos valores en moles dividiéndolos por sus pesos moleculares. Hay 0.300 moles de CaCO3 y 0.478 moles de HCl. De acuerdo con la relación molar de CaCO3, 0.300 gramos de CaCO3 requerirían 0.600 gramos de HCl para reaccionar completamente. Por tanto, el HCl es el reactivo limitante.
Reste la cantidad de cada reactivo de la cantidad inicial para encontrar la cantidad de reactivos en exceso de las necesidades. Usando la relación molar de HCl, 0,478 moles de HCL requieren 0,239 moles de CaCO3 para completar la reacción. La cantidad de CaCO3 en exceso es la cantidad inicial menos la cantidad final. La cantidad de CaCO3 en el producto es 0.300 - 0.239 = 0.061 moles de CaCO3.
Convierta la cantidad de cada exceso de reactivo en gramos usando su peso molecular. El peso es igual al peso molecular multiplicado por el número de moles. CaCO3 es el único reactivo en exceso en este ejemplo, por lo que la cantidad de CaCO3 es 100.089 * 0.061 = 6.105 gramos.