カップケーキを振りかけると飾っているとしましょう。 カップケーキごとに、一握りのスプリンクルが必要です。 あなたは12個のカップケーキとふりかけでいっぱいの2つの巨大な浴槽を持っています。 これは、すべてのカップケーキを飾るのに十分な数のスプリンクルがあるが、すべてのスプリンクルを使い切るのに十分なカップケーキがないことを意味します。 したがって、ここで行ったカップケーキ装飾反応の収量は12カップケーキであり、それはあなたが持っているカップケーキの量に完全に依存します。
同様に、あなたが化学反応をするとき、あなたが作る製品の量はあなたがより少ない成分に依存するでしょう。 このコンポーネントは、 限定反応物質. 限定反応物質が何であるかを理解したら、あなたは 理論収量、またはコンポーネントから取得できる製品の量。
限定反応物を見つける
アンモニアを生成するために水素が窒素と反応した次の化学式を見てください。
この化学反応は、アンモニアを生成するために必要な水素と窒素の量を把握するのに役立ちます。 問題は、この方程式のバランスが取れていないことです。 したがって、最初に、バランスを取ります。
これで、水素3モルごとに、2モルのアンモニアが生成されることがわかります。 窒素1モルごとに、2モルのアンモニアを生成します。
さて、この反応を行うとき、4.5グラムの水素と24グラムのアンモニアがあるとしましょう。 どちらが限定反応物ですか？
これを見つけるには、最初に各成分のグラム数をモルに変換する必要があります。 次に、平衡方程式で与えられる化学量論比を使用して、どの反応物が制限されているかを見つけることができます。
水素とアンモニアの質量をモルに変換するには、モル質量を利用します。
2.2モルの水素と0.86モルの窒素があるとすると、これは限界ですか？
2.2モルの水素と反応するために必要な窒素のモル数を把握するには、平衡方程式で与えられる化学量論比を利用できます。
これは、2.2モルの水素全体を使い切るには、少なくとも0.73モルの窒素が必要になることを意味します。
0.86モルの水素と反応するために必要な水素のモル数を把握するには、同じ方法を使用できます。
これは、0.86モルの窒素をすべて使い切るには、2.58モルの水素が必要になることを意味します。 問題は、2.58モルの水素がないことです！ したがって、水素は
限定反応物. あなたが持っているすべての水素を使い果たしたら、あなたはそれ以上のアンモニアを作ることができません。 水素は、前に説明した例のカップケーキと同じです。 すべてのカップケーキを飾ると、残りのスプリンクルができます。理論収量を見つける
あなたが持っているすべての水素が反応してアンモニアを形成する場合、どのくらいのアンモニアが作られますか？ これが反応の理論的収率です。
したがって、限定反応物質と反応物と生成物の化学量論的関係を使用することにより、アンモニアの理論収量は1.5モルであることがわかります。
しかし、なぜこれは 理論収量? なぜ収量だけではないのですか？
問題は、反応が必ずしもあなたが思うように起こるとは限らないということです。
カップケーキの飾り付けに戻りましょう。 あなたがカップケーキを飾っている間、あなたの若い兄弟が台所に入ってきて、あなたがそれを飾ることができる前にカップケーキを盗むと想像してください。 まあ、それはあなたが作ることができる1つ少ない装飾されたカップケーキです。 これはの例です 副反応.
化学反応はほとんど完璧ではありません。 通常、反応物を使用して目的の製品以外のものを製造する副反応があります。 その結果、限定反応物質によって計算された生成物の量は、理論収量と呼ばれます。 実際には、あなたの利回りはおそらくこれよりも少ないでしょう。