Οι χημικές αντιδράσεις μετατρέπουν τα αντιδραστήρια σε προϊόντα, αλλά τυπικά υπάρχουν πάντα μερικές ποσότητες αντιδρώντων στα προϊόντα της αντίδρασης. Τα αντιδραστήρια που παραμένουν αχρησιμοποίητα στα προϊόντα μειώνουν την καθαρότητα της απόδοσης της αντίδρασης. Ο προσδιορισμός της αναμενόμενης απόδοσης μιας αντίδρασης περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του αντιδραστηρίου που είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο για την εξίσωση. Οποιαδήποτε ποσότητα των άλλων αντιδραστηρίων πέραν εκείνης που απαιτείται για την ικανοποίηση των απαιτήσεων της χημικής εξίσωσης θα παραμείνει στα προϊόντα. Οι μονάδες μέτρησης για τα αντιδραστήρια που δεν αντιδρούν είναι οι γραμμοσκώληκες. Για να αυξήσετε την καθαρότητα του προϊόντος, πρέπει να ξέρετε πόσα από τα αντιδραστήρια πρέπει να εξαλειφθούν κατά βάρος.
Καταγράψτε τα αντιδραστήρια για τη χημική αντίδραση που σας ενδιαφέρει. Αυτά είναι τα πιθανά αντιδραστήρια που παραμένουν στο προϊόν μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης.
Υπολογίστε το μοριακό βάρος όλων των αντιδραστηρίων. Προσθέστε μαζί το ατομικό βάρος κάθε ατόμου σε κάθε αντιδραστήριο. Για παράδειγμα, για τη χημική αντίδραση που περιλαμβάνει CaCO3 και HCl, υπολογίστε το μοριακό βάρος και των δύο αντιδραστηρίων. Το μοριακό βάρος του HCl είναι ίσο με την προσθήκη των ατομικών βαρών του υδρογόνου και του ατομικού βάρους του χλωρίου, με αποτέλεσμα το 1,008 + 35,453 = 36,461 g / mol. Το μοριακό βάρος του CaC03 είναι ίσο με την προσθήκη των ατομικών βαρών ασβεστίου, άνθρακα και τριπλάσιο του ατομικού βάρους του οξυγόνου, καταλήγοντας σε 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g / mol.
Προσδιορίστε την αναλογία μορίων για κάθε αντιδραστήριο. Η γραμμομοριακή αναλογία καθορίζει πόσα γραμμομόρια ενός αντιδραστηρίου απαιτούνται για την ολοκλήρωση της αντίδρασης. Συνεχίζοντας το παράδειγμα, ποια είναι η γραμμομοριακή αναλογία για CaCO3 και HCl στην εξίσωση: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. Η γραμμομοριακή αναλογία για CaC03 είναι 1 γραμμομόριο CaCO3 απαιτεί 2 γραμμομόρια HCl, συνεπώς, η αναλογία είναι 1 προς 2. Για το HCl, 1 mole HCl απαιτεί 1/2 mole CaCO3 για πλήρη αντίδραση, συνεπώς, η αναλογία για το HCl είναι 1 έως 1/2.
Προσδιορίστε το περιοριστικό αντιδραστήριο για την αντίδραση. Το περιοριστικό αντιδραστήριο της εξίσωσης είναι το αντιδραστήριο που χρησιμοποιείται πλήρως κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Χρησιμοποιώντας την γραμμομοριακή αναλογία και τις αρχικές ποσότητες των αντιδραστηρίων, μπορείτε να βρείτε ποιο αντιδραστήριο είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο. Συνεχίζοντας το παράδειγμα, υποθέστε ότι η αντίδραση αρχίζει με 30,027 γραμμάρια CaC03 και 10,938 γραμμάρια ΗΟΙ. Μετατρέψτε αυτές τις τιμές σε γραμμομόρια διαιρώντας με τα μοριακά βάρη τους. Υπάρχουν 0.300 moles CaC03 και 0.478 moles HCl. Σύμφωνα με την γραμμομοριακή αναλογία για CaC03, 0,300 γραμμάρια CaC03 απαιτούν 0,600 γραμμάρια HCl για να αντιδράσουν πλήρως. Ως εκ τούτου, το HCl είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.
Αφαιρέστε την ποσότητα κάθε αντιδραστηρίου από την αρχική ποσότητα για να βρείτε την ποσότητα των αντιδραστηρίων που υπερβαίνει τις ανάγκες. Χρησιμοποιώντας την γραμμομοριακή αναλογία για HCl, 0.478 moles HCL απαιτούν 0.239 moles CaC03 για πλήρη αντίδραση. Η ποσότητα του πλεονάζοντος CaCO3 είναι το αρχικό ποσό μείον το τελικό ποσό. Η ποσότητα του CaCO3 στο προϊόν είναι 0.300 - 0.239 = 0.061 moles CaCO3.
Μετατρέψτε την ποσότητα κάθε περίσσειας αντιδραστηρίου σε γραμμάρια χρησιμοποιώντας το μοριακό της βάρος. Το βάρος ισούται με το μοριακό βάρος πολλαπλασιασμένο με τον αριθμό των γραμμομορίων. Το CaCO3 είναι η μόνη περίσσεια αντιδραστηρίου σε αυτό το παράδειγμα, οπότε η ποσότητα του CaCO3 είναι 100.089 * 0.061 = 6.105 γραμμάρια.