Av Sean Lancaster , Uppdaterad Aug302022

I alla kemiska synteser beror renheten hos slutprodukten på hur mycket av utgångsmaterialen som förblir oreagerade. För att bestämma det förväntade utbytet måste man identifiera den begränsande reaktanten och beräkna massan av överskottsreaktanter som kvarstår i produkten.

Steg 1:Lista reaktanterna

Skriv ner varje ämne som deltar i den balanserade ekvationen. Dessa är de enda arterna som kan finnas kvar i den färdiga produkten.

Steg 2:Beräkna molekylvikter

Summa atomvikterna för varje grundämne i en reaktant. Till exempel:

• HCl :1,008+35,453=36,461gmol‑1
• CaCO₃ :40,078+12,011+3×15,999=100,086gmol‑1

Steg 3:Bestäm molförhållandet

Från den balanserade ekvationen kan du läsa hur många mol av varje reaktant som behövs. För reaktionenCaCO₃ + 2HCl → CaCl2 + CO₂ + H2O :

• 1mol CaCO₃ kräver 2mol HCl (förhållande 1:2)
• 1mol HCl kräver ½mol CaCO₃ (förhållande 1:½)

Steg4:Identifiera begränsningsreagenset

Konvertera de initiala massorna till mol (massa ÷ molekylvikt). I vårt exempel:

• 30,027 g CaCO₃ ÷ 100,086 gmol‑1  =0,300 mol
• 10,938 g HCl ÷ 36,461 gmol‑1  =0,478mol

Med förhållandet 1:2 skulle 0,300 mol CaCO3 förbruka 0,600 mol HCl. Eftersom endast 0,478 mol HCl finns närvarande är HCl det begränsande reagenset.

Steg 5:Beräkna överskottsreaktant

Bestäm hur mycket av den icke-begränsande reaktanten som finns kvar efter reaktionen. 0,478 mol HCl behöver 0,239 mol CaCO₃ för att reagera fullständigt. Överskott av CaCO₃ =0,300–0,239=0,061 mol.

Steg6:Konvertera överskott till gram

Multiplicera överskottet av mol med molekylvikten:0,061mol × 100,086 gmol‑1  ≈6,10 g CaCO₃ finns kvar i produkten.

Verktyg du behöver

• Periodisk tabell (för atomvikter)
• Balanserad kemisk ekvation
• Vetenskaplig kalkylator

Genom att följa dessa steg kan du exakt kvantifiera oreagerade arter, vilket gör att du kan designa reningar som uppnår önskad produktrenhet.