Limiting Reactant ug Percent Yield, Gipatin-aw

Nganong ang mga mole, dili ang gramo, ang magdesisyon kung hain nga reactant ang maubos

Ang balanse nga equation nag-ihap sa mga partikulo. Ang 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O nagpasabot nga duha ka molecule sa hydrogen ang nagreaksyon sa usa ka molecule sa oxygen, o 2 mol sa 1 mol. Wala kini diretsong nag-ingon bahin sa gramo, tungod kay ang lain-laing mga substansiya adunay lahi nga molar nga masa. Busa ang pagtandi sa masa sa duha ka reactant dili makasulti kung hain ang unang maubos.

Ang mole ratio gikan sa mga coefficient molihok sama sa exchange rate tali sa mga substansiya. Aron gamiton kini, i-convert una ang matag gihatag nga masa o volume ngadto sa mole, ipadapat ang ratio, ug i-convert balik ngadto sa gramo lamang kung ang pangutana nangayo og masa.

Ang analohiya sa kusina nagpakita sa ideya. Kung ang matag sandwich nanginahanglan og 2 ka hiwa sa tinapay ug 1 ka hiwa sa keso, ang 10 ka hiwa sa tinapay ug 7 ka hiwa sa keso mohimo lang og 5 ka sandwich. Ang tinapay maglimite sa output bisan kung mas daghan ang hiwa niini, tungod kay ang resipe naggamit sa tinapay nga doble ang kadali.

Duha ka kasaligan nga pagsulay alang sa limiting reactant

Itandi ang gidaghanon sa produkto. Alang sa matag reactant, kalkuloha kung pila ka produkto ang maporma niini kung walay kinutuban ang tanan. Ang reactant nga naghatag sa pinakagamay nga gidaghanon sa produkto mao ang limiting, ug kana nga pinakagamay nga gidaghanon mao ang theoretical yield. Kini nga pagsulay motubag sa labing kasagarang sunod nga pangutana sa susama nga higayon.

Itandi ang gikinahanglan sa anaa. Pili og usa ka reactant, kalkuloha kung pila sa ikaduha nga reactant ang kinahanglan niini, ug itandi sa anaa. Kung mas gamay ang anaa kaysa gikinahanglan, ang ikaduha nga reactant ang limiting; kung dili, ang una. Ang katumbas nga shortcut mobahin sa gidaghanon sa matag reactant sa mole sa coefficient niini; ang pinakagamay nga quotient nagtimaan sa limiting reactant.

Ang duha ka pagsulay nanginahanglan og balanse nga equation ug mga gidaghanon sa mole. Kung adunay tulo o labaw pa nga reactant, ang pagsulay sa gidaghanon sa produkto o ang shortcut nga pagbahin-sa-coefficient dili kaayo masayop kaysa pagtandi sa mga reactant sa magparis.

Nasulbad nga ehemplo: copper nga alambre sa silver nitrate nga solusyon

Gipulihan sa copper ang silver gikan sa silver nitrate: Cu(s) + 2 AgNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2 Ag(s). Ang 3.00 g nga piraso sa copper nga alambre gibutang sa solusyon nga adunay 8.50 g nga AgNO₃. Hain nga reactant ang limiting, unsang masa sa silver ang maporma, ug pila ang nahabilin nga copper? Ang molar nga masa naggamit og IUPAC standard atomic weights nga gi-round sa duha ka decimal (Cu 63.55, Ag 107.87, N 14.01, O 16.00), busa ang AgNO₃ 169.88 g/mol.

I-convert ngadto sa mole, nga nagdala og dugang nga mga digit: 3.00 g Cu ÷ 63.55 g/mol = 0.047207 mol Cu, ug 8.50 g AgNO₃ ÷ 169.88 g/mol = 0.050035 mol AgNO₃. Ang copper manginahanglan og 2 × 0.047207 = 0.094414 mol AgNO₃, apan 0.050035 mol lang ang anaa, busa ang AgNO₃ ang limiting, bisan kung ang masa niini hapit tulo ka pilo sa copper.

Theoretical yield sa silver: 0.050035 mol AgNO₃ × (2 mol Ag / 2 mol AgNO₃) × 107.87 g/mol = 5.397 g, gireport nga 5.40 g. Ang kalkulasyon nga gibase sa copper maghula og 10.18 g sa silver, nga dili maporma tungod kay ang silver nitrate unang maubos.

Sobra nga copper: ang AgNO₃ mogamit og 0.050035 mol ÷ 2 = 0.025018 mol Cu, o 0.025018 mol × 63.55 g/mol = 1.590 g. Nahabilin nga copper = 3.00 g − 1.590 g = 1.41 g, gireport hangtod sa ikaasa-ka-gatos nga dapit tungod kay ang 3.00 g nahibaloan hangtod sa ikaasa-ka-gatos nga dapit. Ang masa gitipigan: 5.397 g Ag + 4.693 g Cu(NO₃)₂ (187.57 g/mol) + 1.410 g Cu = 11.50 g, parehas sa 3.00 g + 8.50 g sa sinugdan.

Theoretical, actual ug percent yield

Ang theoretical yield mao ang pinakadaghang gidaghanon sa produkto nga maporma sa limiting reactant, nga nag-asumir nga ang reaksyon moabot sa kahuman sumala sa pagkasulat nga walay side reaction ug walay pagkawala. Ang actual yield mao ang gidaghanon nga imong makuha ug masukod. Percent yield = (actual yield ÷ theoretical yield) × 100%.

Normal ang mga yield nga ubos sa 100%. Ang reaksyon mahimong moabot sa equilibrium sa dili pa maubos ang limiting reactant, ang side reaction mahimong mokonsumo sa mga reactant, ug ang produkto mawala sa panahon sa pagsala, pagbalhin, paghugas o recrystallization. Ang yield nga labaw sa 100% alang sa gituohang putli nga produkto kasagarang nagpasabot nga adunay gihapon kini solvent o hugaw, o nga sayop ang pagrekord sa masa. Isipa kini isip timaan nga uga ug timbangon pag-usab, dili isip resulta.

Ang duha ka yield kinahanglang naghulagway sa parehas nga substansiya sa parehas nga mga yunit. Kung ang theoretical yield sa mole, i-convert usab ang actual yield ngadto sa mole, o ipahayag ang duha sa gramo.

Nasulbad nga ehemplo: percent yield sa ester synthesis

Ang isopentyl acetate, usa ka ester nga adunay baho nga susama sa saging, maporma gikan sa acetic acid ug isopentyl alcohol (3-methyl-1-butanol): C₂H₄O₂ + C₅H₁₂O → C₇H₁₄O₂ + H₂O. Ang sagol sa 6.00 g nga acetic acid ug 7.50 g nga isopentyl alcohol naghatag og 8.12 g nga gipasinaw nga ester. Unsa ang percent yield?

Mga molar nga masa (C 12.01, H 1.01, O 16.00): acetic acid 60.06 g/mol, isopentyl alcohol 88.17 g/mol, ester 130.21 g/mol. Mga gidaghanon: 6.00 g ÷ 60.06 g/mol = 0.09990 mol sa acid ug 7.50 g ÷ 88.17 g/mol = 0.08506 mol sa alcohol. Ang ratio 1:1, busa ang alcohol ang limiting ug 0.01484 mol sa acid ang sobra. Ang paggamit og sobra sa usa ka reactant kasagarang paagi sa pagtulod sa reaksyon nga gilimitahan sa equilibrium sama niini paingon sa produkto.

Theoretical yield = 0.08506 mol × 130.21 g/mol = 11.076 g. Percent yield = (8.12 g ÷ 11.076 g) × 100% = 73.3%, tulo ka mahinungdanong digit gikan sa 8.12 g ug 7.50 g. Ang pag-round sa theoretical yield ngadto sa 11.1 g sa dili pa magbahin maghatag og 73.2%, busa dad-a ang wala ma-round nga bili.

Ang percent yield molihok usab paatras. Aron makakolekta og 5.00 g sa ester sa parehas nga 73.3% nga yield, kinahanglan nimo ang theoretical yield nga 5.00 g ÷ 0.733 = 6.82 g, nga 0.0524 mol sa ester. Kini nanginahanglan og labing menos 0.0524 mol, o 4.62 g, sa isopentyl alcohol, uban ang acid sa sobra.

Mga sayop sa yield ug sobra nga reactant nga angayng susihon

Kadaghanan sa mga sayop niining mga problema mga sayop sa setup imbes sa aritmetika, busa ang matag usa adunay pagsusi nga wala magkinahanglan sa pag-usab sa tibuok kalkulasyon.

Human mahuman, kumpirmaha ang tulo ka butang: ang limiting reactant gipili gikan sa mole, ang theoretical yield gikan sa maong reactant, ug ang percent yield 100% o ubos pa.

• Pagpili sa limiting reactant pinaagi sa pagtandi sa masa. Sa ehemplo sa copper, ang reactant nga mas dako ang masa ang limiting.
• Pagtandi sa mga gidaghanon sa mole nga walay mga coefficient. Bahina ang matag gidaghanon sa coefficient niini, o kuwentaha ang produkto gikan sa matag reactant.
• Pagkalkulo sa theoretical yield gikan sa sobra nga reactant. Ang theoretical yield kanunay ang mas gamay sa posible nga mga gidaghanon sa produkto.
• Pagpangita sa nahabilin nga sobra pinaagi sa pagkuha sa masa sa usa ka substansiya gikan sa masa sa lain. Kuwentaha kung pila sa sobra nga reactant ang nahurot, sa kaugalingon nga yunit niini, ug kuhaa kana gikan sa gidaghanon sa parehas nga substansiya nga anaa.
• Pagbaylo sa actual ug theoretical yield sa pormula. Ang percent yield nga labaw sa 100% alang sa uga, putli nga produkto nagpasabot nga adunay sayop.
• Pag-round sa intermediate nga mga bili. Balika ang katapusang lakang gamit ang wala ma-round nga mga numero ug tan-awa kung mausab ang gireport nga mga digit.