Хімічні реакції перетворюють реактиви в продукти, але, як правило, в продуктах реакції завжди залишається деяка кількість реагентів. Реактиви, що залишаються невикористаними у продуктах, знижують чистоту виходу реакції. Визначення очікуваного виходу реакції включає визначення того, який реагент є граничним реагентом для рівняння. Будь-яка кількість інших реагентів, що перевищує необхідну для задоволення вимог хімічного рівняння, залишиться у продуктах. Одиницями виміру для реагентів, які не реагують, є родимки. Щоб підвищити чистоту продукту, ви повинні знати, скільки з реагентів вивести за вагою.
Обчисліть молекулярну масу всіх реагентів. Складіть атомну масу кожного атома в кожному реагенті. Наприклад, для хімічної реакції, яка включає CaCO3 та HCl, розрахуйте молекулярну масу обох реагентів. Молекулярна маса HCl дорівнює додаванню атомних мас водню та атомній вазі хлору, в результаті чого 1,008 + 35,453 = 36,461 г / моль. Молекулярна маса CaCO3 дорівнює додаванню атомних мас кальцію, вуглецю та втричі більшій за атомну масу кисню, в результаті чого 40,078 + 12,011 + 3 * 15,999 = 100,086 г / моль.
Визначте молярне співвідношення для кожного реагенту. Молярне співвідношення визначає, скільки молей одного реагенту потрібно, щоб реакція завершилася. Продовжуючи приклад, яке мольне співвідношення CaCO3 та HCl у рівнянні: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. Молярне співвідношення для CaCO3 становить 1 моль. Для CaCO3 потрібно 2 молі HCl, отже, це співвідношення становить 1 до 2. Для HCl 1 моль HCl вимагає 1/2 моль CaCO3 для повної реакції, отже, співвідношення HCl становить 1 до 1/2.
Визначте граничний реагент для реакції. Обмежуючим реагентом рівняння є реагент, повністю використаний під час реакції. За допомогою мольного співвідношення та вихідних кількостей реагентів ви можете знайти, який реагент є обмежуючим реагентом. Продовжуючи приклад, припустимо, що реакція починається з 30,027 грамів CaCO3 і 10,938 грамів HCl. Перетворіть ці значення в молі, поділивши їх молекулярну вагу. Існує 0,300 молей CaCO3 і 0,478 молей HCl. Відповідно до мольного співвідношення CaCO3, 0,300 грамів CaCO3 потребують 0,600 грамів HCl, щоб повністю реагувати. Отже, HCl є обмежуючим реагентом.
Відніміть кількість кожного реагенту від початкової кількості, щоб знайти кількість реагентів, що перевищує потреби. Використовуючи мольне співвідношення HCl, 0,478 моль HCL вимагає 0,239 моль CaCO3 для повної реакції. Кількість CaCO3, що перевищує, є початковою сумою мінус кінцева сума. Кількість CaCO3 у продукті становить 0,300 - 0,239 = 0,061 моль CaCO3.
Перетворіть кількість кожного надлишку реагенту в грами, використовуючи його молекулярну масу. Вага дорівнює молекулярній масі, помноженій на кількість родимок. CaCO3 - єдиний надлишок реагенту в цьому прикладі, тому кількість CaCO3 становить 100,089 * 0,061 = 6,105 грам.