スプリンクルでカップケーキをデコレーションしているとしましょう。カップケーキごとに、一握りのスプリンクルが必要です。 12 個のカップケーキと、スプリンクルで満たされた 2 つの大きな浴槽があります。これは、すべてのカップケーキを飾るのに十分なスプリンクルがありますが、すべてのスプリンクルを使い切るのに十分なカップケーキがないことを意味します.したがって、ここで行ったカップケーキ デコレーション反応の収量は 12 個のカップケーキであり、これは完全にカップケーキの量に依存します。
同様に、化学反応を行う場合、生成される生成物の量は、少ない成分に依存します。この成分は制限試薬と呼ばれます .制限試薬が何であるかを把握したら、理論収量を把握できます。 、またはコンポーネントからどれだけの製品を得ることができるか.
制限反応物の検索
アンモニアを作るために水素が窒素と反応した次の化学式を見てください:
この化学反応は、アンモニアを作るのに必要な水素と窒素の量を知るのに役立ちます.問題は、この方程式のバランスが取れていないことです。まず、バランスをとってください:
これで、水素 3 モルごとに 2 モルのアンモニアが生成されることがわかりました。窒素 1 モルごとに、アンモニア 2 モルが生成されます。
さて、この反応を行うとき、4.5 グラムの水素と 24 グラムのアンモニアがあるとしましょう。制限反応物はどれですか?
これを見つけるには、まず各成分のグラム数をモルに変換する必要があります.次に、平衡方程式によって与えられる化学量論比を使用して、どの反応物が制限されているかを見つけることができます。
水素とアンモニアの質量をモルに変換するには、モル質量を使用します:
2.2 モルの水素と 0.86 モルの窒素があるとすれば、どれが限界ですか?
2.2 モルの水素と反応するのに必要な窒素のモル数を計算するには、平衡方程式で与えられる化学量論比を利用できます。
これは、2.2 モルの水素をすべて使い切るには、少なくとも 0.73 モルの窒素が必要であることを意味します。
0.86 モルの水素と反応するのに必要な水素のモル数を計算するには、同じ方法を使用できます。
これは、0.86 モルの窒素をすべて使い切るには、2.58 モルの水素が必要であることを意味します。問題は、2.58 モルの水素がないことです!したがって、水素は制限反応物です .水素を使い切ってしまうと、それ以上アンモニアを作ることはできません。水素は、前述の例のカップケーキと同じです。すべてのカップケーキを飾り付けたら、スプリンクルが残ります。
理論収量の検索
持っている水素がすべて反応してアンモニアになると、どのくらいのアンモニアが生成されますか?これは反応の理論収量です。
したがって、制限試薬と、反応物と生成物の化学量論関係を使用すると、アンモニアの理論収量は 1.5 モルであることがわかります。
しかし、なぜこれが理論収量と呼ばれるのですか? ?なぜ収量だけではないのですか?
問題は、反応が常に自分の思うように起こるとは限らないことです.
カップケーキのデコレーションに戻りましょう。あなたがカップケーキをデコレーションしているときに、あなたがデコレーションする前に弟がキッチンにやってきて、カップケーキを盗んでしまうと想像してみてください。まあ、それはあなたが作ることができる装飾されたカップケーキが1つ少ない.これは副反応の例です .
化学反応が完璧になることはほとんどありません。通常、反応物を使用して目的の製品以外のものを作る副反応があります。その結果、制限試薬によって計算される生成物の量は、理論収量と呼ばれます。実際には、あなたの収量はおそらくこれよりも少ないでしょう.
