Reacțiile chimice transformă reactanții în produse, dar, de obicei, rămân întotdeauna unele cantități de reactanți în produsele reacției. Reactanții rămași neutilizați în produse scad puritatea randamentului de reacție. Determinarea randamentului așteptat al unei reacții include determinarea reactantului care este reactantul limitativ pentru ecuație. Orice cantitate din ceilalți reactanți dincolo de cea necesară pentru a îndeplini cerințele ecuației chimice va rămâne în produse. Unitățile de măsură pentru reactanții care nu reacționează sunt moli. Pentru a crește puritatea produsului trebuie să știți cât de mulți reactanți să eliminați în greutate.
Calculați greutatea moleculară a tuturor reactanților. Adăugați împreună greutatea atomică a fiecărui atom din fiecare reactant. De exemplu, pentru reacția chimică care implică CaCO3 și HCI, calculați greutatea moleculară a ambilor reactanți. Greutatea moleculară a HCI este egală cu adăugarea greutăților atomice de hidrogen și a greutății atomice a clorului, rezultând 1,008 + 35,453 = 36,461 g / mol. Greutatea moleculară a CaCO3 este egală cu adaosul greutăților atomice de calciu, carbon și de trei ori greutatea atomică a oxigenului, rezultând 40,078 + 12,011 + 3 * 15,999 = 100,086 g / mol.
Determinați raportul molar pentru fiecare reactant. Raportul molar specifică câți moli ai unui reactant sunt necesari pentru ca reacția să se finalizeze. Continuând exemplul, care este raportul molar pentru CaCO3 și HCl în ecuația: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. Raportul molar pentru CaCO3 este de 1 mol CaCO3 necesită 2 moli de HCI, prin urmare, raportul este 1-la-2. Pentru HCI, 1 mol de HCI necesită 1/2 mol de CaCO3 pentru reacția completă, prin urmare, raportul pentru HCI este 1-la-1/2.
Determinați reactivul limitativ pentru reacție. Reactantul limitativ al ecuației este reactantul utilizat complet în timpul reacției. Folosind raportul molar și cantitățile inițiale ale reactanților, puteți găsi care reactant este reactantul limitativ. Continuând exemplul, presupunem că reacția începe cu 30,027 grame de CaCO3 și 10,938 grame de HCI. Convertiți aceste valori în aluni prin împărțirea la greutățile lor moleculare. Există 0,300 moli de CaCO3 și 0,478 moli de HCI. Conform raportului molar pentru CaCO3, 0,300 grame de CaCO3 ar necesita 0,600 grame de HCI pentru a reacționa complet. Prin urmare, HCl este reactantul limitativ.
Se scade cantitatea fiecărui reactant din cantitatea inițială pentru a găsi cantitatea de reactivi care depășește nevoile. Folosind raportul molar pentru HCI, 0,478 moli de HCL necesită 0,239 moli de CaCO3 pentru reacția completă. Cantitatea de CaCO3 în exces este suma inițială minus suma finală. Cantitatea de CaCO3 din produs este de 0,300 - 0,239 = 0,061 moli de CaCO3.
Transformați cantitatea din fiecare exces de reactant în grame folosind greutatea sa moleculară. Greutatea este egală cu greutatea moleculară înmulțită cu numărul de moli. CaCO3 este singurul reactant în exces din acest exemplu, deci cantitatea de CaCO3 este 100,089 * 0,061 = 6,105 grame.