Limiting nga Reactant ngan Porsyento han Ani, Gin-esplikar

Kay ano nga mole, dire gramo, an nagtatakda kun hain nga reactant an mauubos

An balanse nga ekwasyon nag-iihap hin mga partikulo. An 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O nagkahulogan nga duha nga molekula han hydrogen an nagrereaksyon ha usa nga molekula han oxygen, o 2 mol ha 1 mol. Waray ito igsasabot direkta mahitungod ha gramo, tungod kay an lain-lain nga substansya may lain-lain nga molar nga masa. Salit an pagtapat han mga masa han duha nga reactant diri makakasumat kun hain an mauuna maubos.

An ratio han mole tikang ha mga koepisyente nagtutrabaho sugad hin exchange rate tali han mga substansya. Basi gamiton ito, i-convert anay an kada hatag nga masa o bolyum ngadto ha mole, ipadapat an ratio, ngan i-convert balik ha gramo kun ang masa la an gintatanong.

Gintutugdok han analohiya ha kusina an ideya. Kun an kada sandwich nagkikinahanglan hin 2 hiwa han tinapay ngan 1 hiwa han keso, an 10 nga hiwa han tinapay ngan 7 nga hiwa han keso makakahimo la hin 5 nga sandwich. An tinapay an naglilimit han output bisan mas damo an hiwa hini, tungod kay an resipe naggagamit han tinapay hin doble nga kapaspas.

Duha nga kasaligan nga pagsulay para ha limiting nga reactant

Itapat an mga kadamo han produkto. Para ha kada reactant, kuwentaha kun pira nga produkto an mahimo niya kun walay limitasyon an iba. An reactant nga naghahatag han pinakagutiay nga kadamo han produkto amo an naglilimit, ngan hito nga pinakagutiay nga kadamo amo an teoretikal nga ani. Ini nga pagsulay nagsasabat han kinadaman nga sunod nga pakiana ha pariho nga higayon.

Itapat an kinahanglan ha magamit. Pili hin usa nga reactant, kuwentaha kun pira han ikaduha nga reactant an kinahanglan hini, ngan itapat ha kadamo nga aada. Kun mas gutiay an aada kay ha kinahanglan, an ikaduha nga reactant an naglilimit; kun diri, an syahan. Usa nga katumbas nga shortcut amo an pagbahin han kadamo han kada reactant ha mole ha koepisyente hini; an pinakagutiay nga kosyente nagtutudlok han limiting nga reactant.

Duha nga pagsulay nagkikinahanglan hin balanse nga ekwasyon ngan mga kadamo ha mole. Kun tulo o labaw an reactant, an pagsulay han kadamo han produkto o an shortcut nga pagbahin ha koepisyente mas diri masayop kay ha pagtapat han mga reactant ha parisan.

Halimbawa nga gin-solbar: alambre nga copper ha solusyon han silver nitrate

An copper nagpapalit han silver tikang ha silver nitrate: Cu(s) + 2 AgNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2 Ag(s). An 3.00 g nga piraso han alambre nga copper ginbutang ha solusyon nga may sulod nga 8.50 g han AgNO₃. Hain nga reactant an naglilimit, pira nga masa han silver an mahimo nga mahimo, ngan pira an copper nga nahibilin? An mga molar nga masa naggagamit han IUPAC nga standard nga atomic weight nga gin-round hasta duha nga desimal (Cu 63.55, Ag 107.87, N 14.01, O 16.00), salit an AgNO₃ 169.88 g/mol.

I-convert ngadto ha mole, nga dinadara an dugang nga mga digit: 3.00 g Cu ÷ 63.55 g/mol = 0.047207 mol Cu, ngan 8.50 g AgNO₃ ÷ 169.88 g/mol = 0.050035 mol AgNO₃. An copper kinahanglan unta hin 2 × 0.047207 = 0.094414 mol AgNO₃, kundi 0.050035 mol la an aada, salit an AgNO₃ an naglilimit, bisan pa hapit tulo ka beses an masa hini ha masa han copper.

Teoretikal nga ani han silver: 0.050035 mol AgNO₃ × (2 mol Ag / 2 mol AgNO₃) × 107.87 g/mol = 5.397 g, gin-report nga 5.40 g. An pagbase han kuwenta ha copper imbes magtagna unta hin 10.18 g han silver, nga diri puyde mahimo tungod kay mauubos anay an silver nitrate.

Sobra nga copper: an AgNO₃ nagkokonsumo hin 0.050035 mol ÷ 2 = 0.025018 mol Cu, o 0.025018 mol × 63.55 g/mol = 1.590 g. Copper nga nahibilin = 3.00 g − 1.590 g = 1.41 g, gin-report hasta ha ikaduha nga desimal nga lugar tungod kay an 3.00 g hibaro hasta ha ikaduha nga desimal nga lugar. Nagpapabilin an masa: 5.397 g Ag + 4.693 g Cu(NO₃)₂ (187.57 g/mol) + 1.410 g Cu = 11.50 g, pariho han 3.00 g + 8.50 g ha sinugdan.

Teoretikal, tinuod ngan porsyento nga ani

An teoretikal nga ani amo an pinakadako nga kadamo han produkto nga mahimo han limiting nga reactant, nga nagpapasugad nga an reaksyon natatapos sugad han gin-sulat nga waray side reaction ngan waray pagkawara. An tinuod nga ani amo an kadamo nga imo nakuha ngan nasukod. Porsyento han ani = (tinuod nga ani ÷ teoretikal nga ani) × 100%.

Normal an mga ani nga mas gutiay kay ha 100%. An reaksyon puyde maabot an equilibrium antes maubos an limiting nga reactant, an side reaction puyde mag-konsumo han mga reactant, ngan nawawara an produkto ha pagsala, pagbalhin, paghugas o recrystallization. An ani nga labaw ha 100% para ha produkto nga ginsasabot nga putli kasagaran nagpapasabot nga may sulod pa ito nga solvent o impurity, o sayop an pagrekord han masa. Trataha ito sugad hin timaan nga paugahon ngan timbangon liwat, dire sugad hin resulta.

An duha nga ani angay maghulagway han pariho nga substansya ha pariho nga mga yunit. Kun an teoretikal nga ani ha mole, i-convert liwat an tinuod nga ani ngadto ha mole, o ipahayag an duha ha gramo.

Halimbawa nga gin-solbar: porsyento han ani han sintesis hin ester

An isopentyl acetate, usa nga ester nga may baho nga sugad han saging, nahihimo tikang ha acetic acid ngan isopentyl alcohol (3-methyl-1-butanol): C₂H₄O₂ + C₅H₁₂O → C₇H₁₄O₂ + H₂O. An sagol nga 6.00 g han acetic acid ngan 7.50 g han isopentyl alcohol naghahatag hin 8.12 g nga napurong nga ester. Pira an porsyento han ani?

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 kadamo: 6.00 g ÷ 60.06 g/mol = 0.09990 mol han asido ngan 7.50 g ÷ 88.17 g/mol = 0.08506 mol han alcohol. An ratio 1:1, salit an alcohol an naglilimit ngan 0.01484 mol han asido an sobra. An paggamit hin usa nga reactant ha sobra usa nga kasagaran nga paagi basi tulakon paingod ha produkto an reaksyon nga ginlilimitahan han equilibrium sugad hini.

Teoretikal nga ani = 0.08506 mol × 130.21 g/mol = 11.076 g. Porsyento han ani = (8.12 g ÷ 11.076 g) × 100% = 73.3%, tulo nga mahinungdanon nga mga digit tikang ha 8.12 g ngan 7.50 g. An pag-round han teoretikal nga ani ngadto ha 11.1 g antes magbahin maghahatag hin 73.2%, salit dad-a an bili nga waray pag-round.

An porsyento han ani nagtatrabaho liwat paatras. Basi makakolekta hin 5.00 g han ester ha pariho nga 73.3% nga ani, kinahanglan mo hin teoretikal nga ani nga 5.00 g ÷ 0.733 = 6.82 g, nga 0.0524 mol han ester. Kinahanglan ito hin labing gutiay 0.0524 mol, o 4.62 g, han isopentyl alcohol, ngan an asido ha sobra.

Mga sayop ha ani ngan sobra nga reactant nga angay susihon

Kadam-an han sayop hini nga mga problema sayop ha pagtukod imbes han aritmetika, salit an kada usa may pagsusi nga diri kinahanglan magliwat han bug-os nga kuwenta.

Pagkatapos, pamatuda an tulo nga butang: an limiting nga reactant napili tikang ha mole, an teoretikal nga ani tikang hito nga reactant, ngan an porsyento han ani 100% o mas gutiay.

• Pagpili han limiting nga reactant pinaagi ha pagtapat han masa. Ha halimbawa han copper, an reactant nga mas dako an masa an naglilimit.
• Pagtapat han kadamo ha mole nga waray an mga koepisyente. Bahina an kada kadamo ha koepisyente hini, o kuwentaha an produkto tikang ha kada reactant.
• Pagkuwenta han teoretikal nga ani tikang ha sobra nga reactant. An teoretikal nga ani kanunay amo an mas gutiay ha mga mahimo nga kadamo han produkto.
• Pagpangita han nahibilin nga sobra pinaagi ha pagkuha han masa han usa nga substansya tikang ha masa han lain. Kuwentaha kun pira han sobra nga reactant an nagamit, ha iya kalugaringon nga yunit, ngan kuhaa ito ha kadamo han pariho nga substansya nga aada.
• Pagbaliskad han tinuod ngan teoretikal nga ani ha pormula. An porsyento han ani nga labaw ha 100% para ha uga, putli nga produkto nagpapasabot nga may sayop.
• Pag-round han tunga-tunga nga mga bili. Liwata an katapusan nga lakang gamit an mga numero nga waray pag-round ngan tan-awa kun nagbabalhin an gin-report nga mga digit.