Las reacciones químicas convierten los reactantes en productos, pero, por lo general, siempre quedan algunas cantidades de reactivos en los productos de la reacción. Los reactivos que quedan 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 otros reactivos más allá de la necesaria para cumplir 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 cuánto de los reactivos debe eliminar por peso.
Enumere los reactivos para la reacción química de interés. Estos son los posibles reactivos que quedan en el producto una vez 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 del hidrógeno y el peso atómico del cloro, lo que da como resultado 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, resultando 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 reactante se requieren para que la reacción llegue a completarse. 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 relación para 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, supongamos que la reacción comienza con 30.027 gramos de CaCO3 y 10.938 gramos de HCl. Convierta estos valores en moles dividiéndolos por sus pesos moleculares. Hay 0.300 moles de CaCO3 y 0.478 moles de HCl. De acuerdo con la relación molar de 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 0,223 moles de CaCO _ {3} 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 reactivo en exceso en este ejemplo, por lo que la cantidad de CaCO3 es 100.089 * 0.061 = 6.105 gramos.
