Katakanlah Anda sedang mendekorasi kue mangkuk dengan taburan. Untuk setiap cupcake, Anda membutuhkan beberapa taburan. Anda memiliki 12 kue mangkuk dan dua bak besar penuh dengan taburan. Ini berarti Anda memiliki lebih dari cukup taburan untuk menghias semua kue mangkuk, tetapi Anda tidak memiliki cukup kue untuk menghabiskan semua taburan Anda. Hasil dari reaksi menghias cupcake yang Anda lakukan di sini adalah 12 cupcakes, dan itu sepenuhnya tergantung pada jumlah cupcakes yang Anda miliki.
Dengan cara yang sama, ketika Anda melakukan reaksi kimia, jumlah produk yang akan Anda buat akan tergantung pada komponen yang Anda miliki lebih sedikit. Komponen ini disebut pereaksi pembatas. Setelah Anda mengetahui apa itu pereaksi pembatas, Anda dapat mengetahui hasil teoritis, atau berapa banyak produk yang bisa Anda dapatkan dari komponen Anda.
Menemukan Reaktan Pembatas
Lihatlah persamaan kimia berikut di mana hidrogen bereaksi dengan nitrogen untuk membuat amonia:
Reaksi kimia ini akan membantu Anda mengetahui berapa banyak hidrogen dan nitrogen yang dibutuhkan untuk membuat amonia. Masalahnya, persamaan ini tidak seimbang. Jadi pertama-tama, seimbangkan:
Sekarang, Anda tahu bahwa untuk setiap 3 mol hidrogen, Anda menghasilkan 2 mol amonia. Untuk setiap 1 mol nitrogen, Anda membuat 2 mol amonia.
Sekarang, katakan bahwa ketika melakukan reaksi ini Anda memiliki 4,5 gram hidrogen dan 24 gram amonia. Manakah yang merupakan reaktan pembatas?
Untuk menemukan ini, Anda harus terlebih dahulu mengubah jumlah gram setiap komponen menjadi mol. Kemudian Anda dapat menggunakan rasio stoikiometrik yang diberikan oleh persamaan seimbang untuk menemukan reaktan mana yang membatasi.
Untuk mengubah massa hidrogen dan amonia menjadi mol, gunakan massa molar:
Mengingat ada 2,2 mol hidrogen dan 0,86 mol nitrogen, manakah yang membatasi?
Untuk mengetahui berapa mol nitrogen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 2,2 mol hidrogen, Anda dapat menggunakan rasio stoikiometri yang diberikan oleh persamaan seimbang:
Ini berarti bahwa untuk menggunakan seluruh 2,2 mol hidrogen, Anda membutuhkan setidaknya 0,73 mol nitrogen.
Untuk mengetahui berapa mol hidrogen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 0,86 mol hidrogen, Anda dapat menggunakan metode yang sama:
Ini berarti bahwa untuk menggunakan semua 0,86 mol nitrogen, Anda membutuhkan 2,58 mol hidrogen. Masalahnya adalah, Anda tidak memiliki 2,58 mol hidrogen! Jadi, hidrogen adalah reaktan pembatas. Setelah Anda menggunakan semua hidrogen yang Anda miliki, Anda tidak dapat membuat lebih banyak amonia. Hidrogen sama dengan cupcakes pada contoh yang dibahas sebelumnya. Setelah Anda mendekorasi semua cupcakes, Anda akan memiliki sisa taburan.
Menemukan Hasil Teoretis
Berapa banyak amonia yang akan dibuat jika semua hidrogen yang Anda miliki bereaksi membentuk amonia? Ini adalah hasil teoritis dari reaksi.
Jadi, dengan menggunakan pereaksi pembatas dan hubungan stoikiometri antara reaktan dan produk, Anda dapat menemukan bahwa hasil teoritis amonia adalah 1,5 mol.
Tapi kenapa ini disebut hasil teoritis? Mengapa tidak hanya hasil?
Masalahnya adalah bahwa reaksi tidak selalu terjadi seperti yang Anda pikirkan.
Mari kita kembali ke dekorasi cupcake. Bayangkan saat Anda mendekorasi kue, adik Anda datang ke dapur dan mencuri kue sebelum Anda bisa menghiasnya. Nah, itu satu lagi cupcake hias yang bisa kamu buat. Ini adalah contoh dari reaksi samping.
Reaksi kimia hampir tidak pernah sempurna. Biasanya ada reaksi samping yang menggunakan reaktan Anda untuk membuat sesuatu selain produk yang Anda inginkan. Akibatnya, jumlah produk yang akan Anda buat seperti yang dihitung oleh pereaksi pembatas disebut hasil teoretis. Pada kenyataannya, hasil Anda mungkin akan kurang dari ini.