Diyelim ki kekleri sprinkles ile süslediniz. Her kek için bir avuç dolusu sprinkle ihtiyacınız var. 12 kekiniz ve sprinkles dolu iki büyük küvetiniz var. Bu, tüm kap kekleri süslemek için fazlasıyla yeterli kapkekiniz olduğu, ancak tüm kap keklerinizi tüketmek için yeterli kap kekiniz olmadığı anlamına gelir. Burada üstlendiğiniz cupcake süsleme reaksiyonunun verimi 12 cupcake'dir ve bu tamamen sahip olduğunuz cupcake miktarına bağlıdır.
Aynı şekilde, bir kimyasal reaksiyon yaptığınızda, yapacağınız ürün miktarı, daha az sahip olduğunuz bileşene bağlı olacaktır. Bu bileşen denir sınırlayıcı reaktif. Sınırlayıcı reaktifin ne olduğunu anladıktan sonra, teorik verimveya bileşenlerinizden ne kadar ürün alabileceğinizi.
Sınırlayıcı Reaktanı Bulma
Amonyak yapmak için hidrojenin nitrojen ile reaksiyona girdiği aşağıdaki kimyasal denkleme bir göz atın:
Bu kimyasal reaksiyon, amonyak yapmak için ne kadar hidrojen ve nitrojen gerektiğini anlamanıza yardımcı olacaktır. Sorun şu ki, bu denklem dengeli değil. Bu yüzden önce dengeleyin:
Her 3 mol hidrojen için 2 mol amonyak ürettiğinizi biliyorsunuz. Her 1 mol nitrojen için 2 mol amonyak elde edersiniz.
Şimdi, bu reaksiyonu yaparken elinizde 4,5 gram hidrojen ve 24 gram amonyak olduğunu söyleyin. Hangisi sınırlayıcı reaktandır?
Bunu bulmak için önce her bileşenin gram sayısını mollere çevirmeniz gerekir. Ardından, hangi reaktantın sınırlayıcı olduğunu bulmak için dengeli denklem tarafından verilen stokiyometrik oranı kullanabilirsiniz.
Hidrojen ve amonyak kütlesini mollere dönüştürmek için molar kütleden yararlanın:
2,2 mol hidrojen ve 0,86 mol azot olduğu göz önüne alındığında, hangisi sınırlayıcıdır?
2.2 mol hidrojen ile reaksiyona girmek için kaç mol nitrojen gerektiğini bulmak için, dengeli denklem tarafından verilen stokiyometrik oranı kullanabilirsiniz:
Bu, 2.2 mol hidrojenin tamamını kullanmak için en az 0.73 mol nitrojene ihtiyacınız olacağı anlamına gelir.
0.86 mol hidrojen ile reaksiyona girmek için kaç mol hidrojen gerektiğini bulmak için aynı yöntemi kullanabilirsiniz:
Bu, 0.86 mol azotun tamamını kullanmak için 2.58 mol hidrojene ihtiyacınız olacağı anlamına gelir. Sorun şu ki, 2.58 mol hidrojeniniz yok! Böylece hidrojen, sınırlayıcı reaktan. Sahip olduğunuz tüm hidrojeni tükettiğinizde, daha fazla amonyak yapamazsınız. Hidrojen, daha önce tartışılan örnekteki keklerle aynıdır. Tüm kekleri süsledikten sonra, arta kalan sprinkleriniz olacak.
Teorik Verimi Bulma
Sahip olduğunuz tüm hidrojen amonyak oluşturmak üzere reaksiyona girerse ne kadar amonyak yapılır? Bu, reaksiyonun teorik verimidir.
Böylece, sınırlayıcı reaktifi ve reaktan ile ürün arasındaki stokiyometrik ilişkiyi kullanarak, teorik amonyağın veriminin 1.5 mol olduğunu bulabilirsiniz.
Ama neden buna denir teorik verim? Neden sadece verim değil?
Sorun şu ki tepkiler her zaman düşündüğünüz gibi olmuyor.
Kek dekorasyonuna geri dönelim. Siz kekleri süslerken küçük kardeşinizin mutfağa girdiğini ve siz süslemeden önce bir kek çaldığını hayal edin. Pekala, bu yapabileceğin bir tane daha az süslü kek. Bu bir örnek yan reaksiyon.
Kimyasal reaksiyonlar neredeyse hiçbir zaman mükemmel değildir. Genellikle, istediğiniz üründen başka bir şey yapmak için reaktanlarınızı kullanan yan reaksiyonlar vardır. Sonuç olarak, sınırlayıcı reaktif tarafından hesaplandığı gibi yapacağınız ürün miktarına teorik verim denir. Gerçekte, veriminiz muhtemelen bundan daha az olacaktır.