As reações químicas convertem reagentes em produtos, mas, geralmente, sempre existem algumas quantidades de reagentes nos produtos da reação. Os reagentes remanescentes não utilizados nos produtos diminuem a pureza do rendimento da reação. A determinação do rendimento esperado de uma reação inclui a determinação de qual reagente é o reagente limitante da equação. Qualquer quantidade de outros reagentes além do necessário para atender aos requisitos da equação química permanecerá nos produtos. As unidades de medida para reagentes que não reagem são moles. Para aumentar a pureza do produto, você deve saber quanto dos reagentes eliminar em peso.
Liste os reagentes para a reação química de interesse. Estes são os possíveis reagentes que permanecem no produto após a conclusão da reação.
Calcule o peso molecular de todos os reagentes. Adicione o peso atômico de cada átomo em cada reagente. Por exemplo, para a reação química que envolve CaCO3 e HCl, calcule o peso molecular de ambos os reagentes. O peso molecular do HCl é igual à adição dos pesos atômicos do hidrogênio e do peso atômico do cloro, resultando em 1,008 + 35,453 = 36,461 g / mol. O peso molecular do CaCO3 é igual à adição dos pesos atômicos de cálcio, carbono e três vezes o peso atômico do oxigênio, resultando em 40,078 + 12,011 + 3 * 15,999 = 100,086 g / mol.
Determine a razão molar para cada reagente. A razão molar especifica quantos moles de um reagente são necessários para que a reação seja concluída. Continuando o exemplo, qual é a razão molar para CaCO3 e HCl na equação: CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H20. A proporção molar de CaCO3 é de 1 mol CaCO3 requer 2 moles de HCl, portanto, a proporção é de 1 para 2. Para HCl, 1 mole de HCl requer 1/2 mole de CaCO3 para a reação completa; portanto, a proporção de HCl é de 1 para 1/2.
Determine o reagente limitante para a reação. O reagente limitante da equação é o reagente completamente utilizado durante a reação. Usando a razão molar e as quantidades iniciais dos reagentes, você pode descobrir qual reagente é o reagente limitante. Continuando o exemplo, suponha que a reação comece com 30.027 gramas de CaCO3 e 10.938 gramas de HCl. Converta esses valores em moles dividindo por seus pesos moleculares. Existem 0,300 moles de CaCO3 e 0,478 moles de HCl. De acordo com a razão molar do CaCO3, 0,300 gramas de CaCO3 exigiriam 0,600 gramas de HCl para reagir completamente. Portanto, o HCl é o reagente limitante.
Subtraia a quantidade de cada reagente da quantidade inicial para encontrar a quantidade de reagentes acima das necessidades. Usando a razão molar para HCl, 0,478 moles de HCL requerem 0,239 moles de CaCO3 para a reação completa. A quantidade de CaCO3 em excesso é a quantidade inicial menos a quantidade final. A quantidade de CaCO3 no produto é de 0,300 - 0,239 = 0,061 moles de CaCO3.
Converta a quantidade de cada excesso de reagente em gramas usando seu peso molecular. O peso é igual ao peso molecular multiplicado pelo número de moles. O CaCO3 é o único excesso de reagente neste exemplo; portanto, a quantidade de CaCO3 é 100,089 * 0,061 = 6,105 gramas.