Reakcje chemiczne przekształcają reagenty w produkty, ale zazwyczaj w produktach reakcji zawsze pozostaje pewna ilość reagentów. Reagenty pozostające nieużywane w produktach obniżają czystość wydajności reakcji. Określenie oczekiwanej wydajności reakcji obejmuje określenie, który reagent jest reagentem ograniczającym równanie. Dowolna ilość innych reagentów poza ilością niezbędną do spełnienia wymagań równania chemicznego pozostanie w produktach. Jednostkami miary dla reagentów, które nie reagują, są mole. Aby zwiększyć czystość produktu, musisz wiedzieć, ile reagentów należy usunąć wagowo.
Wymień reagenty dla interesującej reakcji chemicznej. Są to możliwe reagenty pozostające w produkcie po zakończeniu reakcji.
Obliczyć masę cząsteczkową wszystkich reagentów. Dodaj razem masę atomową każdego atomu w każdym reagencie. Na przykład dla reakcji chemicznej obejmującej CaCO3 i HCl oblicz masę cząsteczkową obu reagentów. Masa cząsteczkowa HCl jest równa dodaniu ciężaru atomowego wodoru i ciężaru atomowego chloru, co daje 1,008 + 35,453 = 36,461 g / mol. Masa cząsteczkowa CaCO3 jest równa dodaniu masy atomowej wapnia, węgla i trzykrotności masy atomowej tlenu, co daje 40,078 + 12,011 + 3 * 15,999 = 100,086 g / mol.
Określić stosunek molowy dla każdego reagenta. Stosunek molowy określa liczbę moli jednego reagenta potrzebnych do zakończenia reakcji. Kontynuując przykład, jaki jest stosunek molowy CaCO3 i HCl w równaniu: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. Stosunek molowy dla CaCO3 wynosi 1 mol CaCO3 wymaga 2 moli HCl, a zatem stosunek wynosi 1 do 2. W przypadku HCl 1 mol HCl wymaga 1/2 mola CaCO3 do zakończenia reakcji, dlatego stosunek dla HCl wynosi 1 do 1/2.
Określić odczynnik ograniczający dla reakcji. Ograniczającym reagentem równania jest reagent całkowicie użyty podczas reakcji. Stosując stosunek molowy i wyjściowe ilości reagentów, można ustalić, który reagent jest reagentem ograniczającym. Kontynuując przykład, załóżmy, że reakcja rozpoczyna się od 30,027 gramów CaCO3 i 10,938 gramów HCl. Przelicz te wartości na mole, dzieląc przez ich masy cząsteczkowe. Jest 0,300 mola CaCO3 i 0,478 mola HCl. Zgodnie ze stosunkiem molowym dla CaCO3, 0,300 g CaCO3 wymagałoby 0,600 g HCl do pełnego przereagowania. Dlatego HCl jest reagentem ograniczającym.
Odejmij ilość każdego reagenta od ilości wyjściowej, aby znaleźć ilość odczynników przekraczającą potrzeby. Stosując stosunek molowy dla HCl, 0,478 mola HCL wymaga 0,239 mola CaCO3 do zakończenia reakcji. Ilość CaCO3 w nadmiarze to kwota początkowa minus kwota końcowa. Ilość CaCO3 w produkcie wynosi 0,300 - 0,239 = 0,061 mola CaCO3.
Przelicz ilość nadmiaru każdego reagenta na gram, używając jego masy cząsteczkowej. Waga jest równa masie cząsteczkowej pomnożonej przez liczbę moli. CaCO3 jest jedynym nadmiarem reagenta w tym przykładzie, więc ilość CaCO3 wynosi 100,089 * 0,061 = 6,105 gramów.