Le reazioni chimiche convertono i reagenti in prodotti, ma, in genere, nei prodotti della reazione rimangono sempre alcune quantità di reagenti. I reagenti che rimangono inutilizzati nei prodotti diminuiscono la purezza della resa di reazione. Determinare la resa attesa di una reazione include 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 i reagenti che non reagiscono sono le talpe. Per aumentare la purezza del prodotto è necessario sapere la quantità di reagenti da eliminare in peso.
Elencare i reagenti per la reazione chimica di interesse. Questi sono i possibili reagenti che rimangono nel prodotto dopo il completamento della reazione.
Calcola il peso molecolare di tutti i reagenti. Sommare 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'aggiunta 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 pari all'aggiunta dei pesi atomici di calcio, carbonio e tre volte il peso atomico di ossigeno, risultando in 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g / mol.
Determinare il rapporto molare per ciascun reagente. Il rapporto molare specifica quante moli di un reagente sono necessarie per il completamento della reazione. 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 mole di CaCO3 per la reazione completa, quindi il rapporto per HCl è 1 a 1/2.
Determinare il reagente limitante per la reazione. Il reagente limitante dell'equazione è il reagente completamente usato durante la reazione. Utilizzando 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. Converti questi valori in moli dividendoli 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.
Sottrarre la quantità di ciascun reagente dalla quantità iniziale per trovare la quantità di reagenti in eccesso rispetto alle esigenze. Usando il rapporto molare per HCl, 0,478 moli di HCL richiedono 0,239 moli di CaCO3 per la reazione completa. La quantità di CaCO3 in eccesso è la quantità iniziale meno la quantità finale. La quantità di CaCO3 nel prodotto è 0,300 - 0,239 = 0,061 moli di CaCO3.
Converti la quantità di ogni 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.