Хімічні реакції перетворюють реагенти в продукти, але, як правило, завжди залишається деяка кількість реагентів у продуктах реакції. Реактанти, що залишаються невикористаними у продуктах, знижують чистоту виходу реакції. Визначення очікуваного виходу реакції включає визначення того, який реагент є обмежуючим реагентом для рівняння. Будь-яка кількість інших реагентів, що перевищує необхідну для задоволення вимог хімічного рівняння, залишатиметься у продуктах. Одиницями вимірювання реагентів, які не реагують, є кроти. Щоб підвищити чистоту продукту, ви повинні знати, скільки реактивів вивести за вагою.
Перелічіть реактиви, що цікавлять хімічну реакцію. Це можливі реагенти, що залишаються в продукті після завершення реакції.
Обчисліть молекулярну масу всіх реагентів. Додайте разом атомну масу кожного атома в кожному реагенті. Наприклад, для хімічної реакції, в якій беруть участь CaCO3 та HCl, обчисліть молекулярну масу обох реагентів. Молекулярна маса HCl дорівнює додаванню атомних ваг водню та атомної ваги хлору, в результаті чого 1,008 + 35,453 = 36,461 г / моль. Молекулярна маса CaCO3 дорівнює додаванню атомних ваг кальцію, вуглецю і втричі більше атомної маси кисню, в результаті чого 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 г / моль.
Визначте мольне співвідношення для кожного реагенту. Мольне співвідношення вказує, скільки молей одного реагенту потрібно для завершення реакції. Продовжуючи приклад, яке мольне співвідношення для CaCO3 та HCl у рівнянні: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. Мольне співвідношення для CaCO3 дорівнює 1 моль CaCO3 потрібно 2 молей HCl, отже, співвідношення становить 1 до 2. Для HCl, 1 моль HCl вимагає 1/2 моль CaCO3 для повної реакції, отже, співвідношення для HCl становить 1-до-1/2.
Визначте обмежуючий реагент для реакції. Обмежуючим реагентом рівняння є реагент, повністю використаний під час реакції. Використовуючи мольне співвідношення та вихідні кількості реагентів, ви можете знайти, який реагент є обмежуючим реагентом. Продовжуючи приклад, припустимо, що реакція починається з 30,027 грама CaCO3 і 10,938 грам HCl. Перетворіть ці значення в молі шляхом поділу на їх молекулярні ваги. Є 0,300 молей CaCO3 і 0,478 молей HCl. Відповідно до мольного співвідношення для CaCO3, 0,300 грам CaCO3 потребує 0,600 грам HCl, щоб повністю реагувати. Отже, HCl є обмежуючим реагентом.
Відняти кількість кожного реагенту від вихідної кількості, щоб знайти кількість реагентів, що перевищує потреби. Використовуючи мольне співвідношення для HCl, 0,478 молей HCL потрібно 0,239 молів CaCO3 для повної реакції. Перевищена кількість CaCO3 є початковою кількістю за вирахуванням кінцевої суми. Кількість CaCO3 у продукті становить 0,300 - 0,239 = 0,061 молів CaCO3.
Перетворити кількість кожного надлишку реагенту в грами, використовуючи його молекулярну масу. Вага дорівнює молекулярній вазі, помноженій на кількість молей. CaCO3 є єдиним надлишковим реагентом у цьому прикладі, тому кількість CaCO3 становить 100,089 * 0,061 = 6,105 грама.