뿌리로 컵 케이크를 장식하고 있다고 가정 해보십시오. 각 컵 케이크마다 소수의 뿌리가 필요합니다. 당신은 뿌리로 가득 찬 12 개의 컵 케이크와 2 개의 거대한 욕조가 있습니다. 이것은 모든 컵 케이크를 장식하기에 충분한 뿌리가 있지만 모든 뿌리를 사용할 수있는 컵 케이크가 충분하지 않다는 것을 의미합니다. 당신이 여기서 수행 한 컵 케이크 장식 반응의 수율은 12 개의 컵 케이크이며, 당신이 가진 컵 케이크의 양에 전적으로 의존합니다.
.마찬가지로, 화학 반응을 할 때, 당신이 만드는 제품의 양은 더 적은 구성 요소에 의존합니다. 이 구성 요소를 제한 시약 라고합니다 . 제한 시약이 무엇인지 알아 내면 이론적 수율을 알아낼 수 있습니다 또는 구성 요소에서 얻을 수있는 제품의 양.
제한 반응물 찾기
암모니아를 만들기 위해 수소가 질소와 반응 한 다음 화학 방정식을 살펴보십시오 :
이 화학 반응은 암모니아를 만드는 데 얼마나 많은 수소와 질소가 필요한지 파악하는 데 도움이됩니다. 문제는이 방정식의 균형이 맞지 않는다는 것입니다. 먼저, 균형을 맞추십시오 :
이제, 당신은 3 몰의 수소마다 2 몰의 암모니아를 만든다는 것을 알고 있습니다. 1 몰의 질소마다 2 몰의 암모니아를 만듭니다.
이제이 반응을 할 때 4.5 그램의 수소와 24 그램의 암모니아가 있다고 가정 해보십시오. 어느 것이 제한 반응물입니까?
이를 찾으려면 먼저 각 성분의 그램 수를 두더지로 변환해야합니다. 그런 다음 균형 방정식에 의해 주어진 화학량 론적 비율을 사용하여 어떤 반응물이 제한되는지를 찾을 수 있습니다.
수소와 암모니아의 질량을 몰로 변환하려면 몰 질량을 사용하십시오 :
2.2 몰의 수소와 0.86 mol의 질소가 있다는 점을 감안할 때, 이는 제한되고 있습니까?
2.2 몰의 수소와 반응하기 위해 얼마나 많은 몰의 질소가 필요한지 파악하려면 균형 방정식에 의해 주어진 화학량 론적 비율을 활용할 수 있습니다.
.이것은 전체 2.2 몰의 수소를 사용하려면 0.73 몰의 질소가 필요하다는 것을 의미합니다.
0.86 몰의 수소와 반응하기 위해 얼마나 많은 몰의 수소가 필요한지 알아 내려면 동일한 방법을 사용할 수 있습니다.
이것은 0.86 몰의 질소를 모두 사용하려면 2.58 몰의 수소가 필요하다는 것을 의미합니다. 문제는 2.58 몰의 수소가 없다는 것입니다! 따라서, 수소는 제한 반응물 이다 . 당신이 가진 모든 수소를 사용하면 더 많은 암모니아를 만들 수는 없습니다. 수소는 앞에서 논의한 예에서 컵 케이크와 동일합니다. 모든 컵 케이크를 장식하면 남은 뿌리가 있습니다.
이론적 수율 찾기
당신이 가진 모든 수소가 암모니아를 형성하기 위해 반응하는 경우 얼마나 많은 암모니아가 만들어 질 것인가? 이것이 반응의 이론적 수율입니다.
따라서, 반응물과 생성물 사이의 제한 시약 및 화학량 론적 관계를 사용함으로써, 암모니아의 이론적 수율은 1.5 몰이라는 것을 알 수있다.
.그러나 왜 이것을 이론적 수율 이라고합니다 ? 수율만이 아닌 이유는 무엇입니까?
문제는 반응이 당신이 생각하는 방식대로 항상 일어나는 것은 아니라는 것입니다.
컵 케이크 장식으로 돌아가 봅시다. 컵 케이크를 장식하는 동안 어린 형제가 부엌에 들어 와서 컵케익을 훔치기 전에 컵 케이크를 훔치는 것을 상상해보십시오. 글쎄, 그것은 당신이 만들 수있는 더 적은 장식 컵 케이크입니다. 이것은 부작용 의 예입니다 .
화학 반응은 거의 완벽하지 않습니다. 일반적으로 반응물을 사용하여 원하는 제품 이외의 것을 만드는 부작용이 있습니다. 결과적으로, 제한 시약에 의해 계산 된 제품의 양은 이론적 수율이라고합니다. 실제로, 당신의 수확량은 아마도 이것보다 적을 것입니다.
