Le reazioni chimiche convertono i reagenti in prodotti, ma, tipicamente, ci sono sempre alcune quantità di reagenti rimasti nei prodotti della reazione. I reagenti rimasti inutilizzati nei prodotti diminuiscono la purezza della resa di reazione. Determinare la resa prevista di una reazione comprende determinare quale reagente è il reagente limitante per l'equazione. Qualsiasi quantità di altri reagenti oltre a quella necessaria per soddisfare i requisiti dell'equazione chimica rimarrà nei prodotti. Le unità di misura per reagenti che non reagiscono sono talpe. Per aumentare la purezza del prodotto, è necessario conoscere la quantità di reagenti da eliminare in base al peso.
Elenco dei reagenti per la reazione chimica di interesse. Questi sono i possibili reagenti rimasti nel prodotto dopo che la reazione è completa.
Calcola il peso molecolare di tutti i reagenti. Aggiungi insieme il peso atomico di ciascun atomo in ciascun reagente. Ad esempio, per la reazione chimica che coinvolge CaCO3 e HCl, calcolare il peso molecolare di entrambi i reagenti. Il peso molecolare di HCl è uguale all'addizione dei pesi atomici dell'idrogeno e del peso atomico del cloro, risultando in 1.008 + 35.453 = 36.461 g /mol. Il peso molecolare di CaCO3 è uguale all'addizione dei pesi atomici di calcio, carbonio e tre volte il peso atomico dell'ossigeno, risultando in 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g /mol.
Determinare il peso rapporto molare per ciascun reagente. Il rapporto molare specifica quante moli di un reagente sono richieste per la reazione di andare a completamento. Continuando l'esempio, qual è il rapporto molare per CaCO3 e HCl nell'equazione: CaCO3 + 2 HCl - > CaCl2 + CO2 + H20. Il rapporto molare per CaCO3 è 1 mole CaCO3 richiede 2 moli di HCl, quindi il rapporto è da 1 a 2. Per HCl, 1 mole di HCl richiede 1/2 moli di CaCO3 per una reazione completa, quindi il rapporto per HCl è 1-a-1/2.
Determina il reagente limitante per la reazione. Il reagente limitante dell'equazione è il reagente completamente utilizzato durante la reazione. Usando il rapporto molare e le quantità iniziali dei reagenti, è possibile trovare quale reagente è il reagente limitante. Continuando l'esempio, supponiamo che la reazione inizi con 30.027 grammi di CaCO3 e 10.938 grammi di HCl. Convertire questi valori in moli dividendo per i loro pesi molecolari. Ci sono 0,300 moli di CaCO3 e 0,478 moli di HCl. Secondo il rapporto molare per CaCO3, 0,300 grammi di CaCO3 richiederebbero 0,600 grammi di HCl per reagire completamente. Pertanto, HCl è il reagente limitante.
Sottrai la quantità di ciascun reagente dalla quantità iniziale per trovare la quantità di reagenti in eccesso rispetto ai bisogni. Usando il rapporto molare per HCl, 0,478 moli di HCL richiedono 0,239 moli di CaCO3 per reazione completa. La quantità di CaCO3 in eccesso è l'importo iniziale meno l'importo finale. La quantità di CaCO3 nel prodotto è di 0,300 - 0,239 = 0,061 moli di CaCO3.
Convertire la quantità di ciascun eccesso di reagente in grammi usando il suo peso molecolare. Il peso è uguale al peso molecolare moltiplicato per il numero di moli. CaCO3 è l'unico reagente in eccesso in questo esempio, quindi la quantità di CaCO3 è 100,089 * 0,061 = 6,105 grammi.
