Las reacciones químicas convierten los reactivos en productos, pero, típicamente, siempre quedan algunas cantidades de reactivos en los productos de la reacción. Los reactivos que permanecen sin usar en los productos disminuyen la pureza del rendimiento de la reacción. La determinación del rendimiento esperado de una reacción incluye determinar qué reactivo es el reactivo limitante para la ecuación. Cualquier cantidad de los otros reactivos más allá de la necesaria para cumplir con los requisitos de la ecuación química permanecerá en los productos. Las unidades de medida para los reactivos que no reaccionan son los moles. Para aumentar la pureza del producto, debe saber qué cantidad de reactivos debe eliminar por peso.
Enumere los reactivos para la reacción química de interés. Estos son los posibles reactivos que quedan en el producto después de que se completa la reacción.
Calcule el peso molecular de todos los reactivos. Sume el peso atómico de cada átomo en cada reactivo. Por ejemplo, para la reacción química que involucra CaCO3 y HCl, calcule el peso molecular de ambos reactivos. El peso molecular del HCl es igual a la adición de los pesos atómicos de hidrógeno y el peso atómico del cloro, lo que resulta en 1.008 + 35.453 = 36.461 g / mol. El peso molecular de CaCO3 es igual a la adición de los pesos atómicos de calcio, carbono y tres veces el peso atómico del oxígeno, lo que resulta en 40.078 + 12.011 + 3 * 15.999 = 100.086 g / mol.
Determine la relación molar para cada reactivo. La relación molar especifica cuántos moles de un reactivo se requieren para que la reacción se complete. Continuando con el ejemplo, cuál es la relación molar para CaCO3 y HCl en la ecuación: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. La relación molar para CaCO3 es 1 mol CaCO3 requiere 2 moles de HCl, por lo tanto, la relación es de 1 a 2. Para HCl, 1 mol de HCl requiere 1/2 mol de CaCO3 para la reacción completa, por lo tanto, la proporción de HCl es de 1 a 1/2.
Determine el reactivo limitante para la reacción. El reactivo limitante de la ecuación es el reactivo completamente utilizado durante la reacción. Usando la relación molar y las cantidades iniciales de los reactivos, puede encontrar qué reactivo es el reactivo limitante. Continuando con el ejemplo, suponga que la reacción comienza con 30.027 gramos de CaCO3 y 10.938 gramos de HCl. Convierta estos valores a moles dividiendo por sus pesos moleculares. Hay 0.300 moles de CaCO3 y 0.478 moles de HCl. Según la relación molar para CaCO3, 0.300 gramos de CaCO3 requerirían 0.600 gramos de HCl para reaccionar por completo. Por lo tanto, el HCl es el reactivo limitante.
Reste la cantidad de cada reactivo de la cantidad inicial para encontrar la cantidad de reactivos que excede las necesidades. Usando la relación molar para HCl, 0.478 moles de HCL requieren 0.239 moles de CaCO3 para la reacción completa. La cantidad de CaCO3 en exceso es la cantidad inicial menos la cantidad final. La cantidad de CaCO3 en el producto es 0.300 - 0.239 = 0.061 moles de CaCO3.
Convierta la cantidad de cada exceso de reactivo en gramos usando su peso molecular. El peso es igual al peso molecular multiplicado por el número de moles. CaCO3 es el único exceso de reactivo en este ejemplo, por lo que la cantidad de CaCO3 es 100.089 * 0.061 = 6.105 gramos.