화학 반응은 반응물을 생성물로 전환하지만 일반적으로 반응 생성물에는 항상 일정량의 반응물이 남아 있습니다. 제품에 사용되지 않은 상태로 남아있는 반응물은 반응 수율의 순도를 감소시킵니다. 반응의 예상 수율을 결정하는 것은 방정식에 대한 제한 반응물을 결정하는 것을 포함합니다. 화학 방정식의 요구 사항을 충족하는 데 필요한 것 이상의 다른 반응물은 제품에 남아 있습니다. 반응하지 않는 반응물의 측정 단위는 몰입니다. 제품의 순도를 높이려면 제거 할 반응물의 무게를 알아야합니다.
모든 반응물의 분자량을 계산합니다. 각 반응물에서 각 원자의 원자량을 더합니다. 예를 들어, CaCO3 및 HCl을 포함하는 화학 반응의 경우 두 반응물의 분자량을 계산합니다. HCl의 분자량은 수소 원자량과 염소 원자량을 더한 것과 같으며 결과적으로 1.008 + 35.453 = 36.461 g / mol이됩니다. CaCO3의 분자량은 칼슘, 탄소 원자량과 산소 원자량의 3 배를 더한 것과 같으며 결과적으로 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g / mol이됩니다.
각 반응물의 몰비를 결정하십시오. 몰 비율은 반응이 완료되는 데 필요한 한 반응물의 몰 수를 지정합니다. 예를 계속하면 방정식에서 CaCO3와 HCl의 몰비는 얼마입니까: CaCO3 + 2 HCl-> CaCl2 + CO2 + H20. CaCO3의 몰비는 1 몰입니다. CaCO3에는 2 몰의 HCl이 필요하므로 비율은 1: 1입니다. HCl의 경우 1 몰의 HCl에는 완전한 반응을 위해 1/2 몰의 CaCO3가 필요하므로 HCl의 비율은 1: 1/2입니다.
반응에 대한 제한 시약을 결정합니다. 방정식의 제한 반응물은 반응 중에 완전히 사용되는 반응물입니다. 반응물의 몰비와 시작 량을 사용하여 어떤 반응물이 제한 반응물인지 알 수 있습니다. 예를 계속해서, 반응이 30.027g의 CaCO3와 10.938g의 HCl로 시작된다고 가정합니다. 이 값을 분자량으로 나누어 몰로 변환합니다. 0.300 몰의 CaCO3와 0.478 몰의 HCl이 있습니다. CaCO3의 몰비에 따르면, 0.300g의 CaCO3는 완전히 반응하기 위해 0.600g의 HCl이 필요합니다. 따라서 HCl은 제한 반응물입니다.
필요량을 초과하는 시약의 양을 찾기 위해 시작 양에서 각 반응물의 양을 뺍니다. HCl의 몰비를 사용하면 0.478 몰의 HCL은 완전한 반응을 위해 0.239 몰의 CaCO3가 필요합니다. 초과되는 CaCO3의 양은 시작 양에서 끝 양을 뺀 것입니다. 제품 내 CaCO3의 양은 0.300 – 0.239 = 0.061 moles의 CaCO3입니다.
분자량을 사용하여 각 반응물의 초과 량을 그램으로 변환합니다. 무게는 분자량에 몰 수를 곱한 것과 같습니다. 이 예에서 CaCO3는 유일한 과잉 반응물이므로 CaCO3의 양은 100.089 * 0.061 = 6.105g입니다.