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• Dar um passo
• Parte 1 de 2: Determinando o reagente limitante
• Parte 2 de 2: Determinando o rendimento teórico

O rendimento teórico é um termo usado em química para a quantidade máxima de uma substância que você espera de uma reação química. Você começa equilibrando uma equação de reação e definindo o reagente limitante. Quando você mede a quantidade de reagente que deseja usar, pode calcular a quantidade de uma substância obtida. Este é o rendimento teórico da equação. Em um experimento real, você provavelmente perderá parte dele, porque não é um experimento ideal.

Dar um passo

Parte 1 de 2: Determinando o reagente limitante

1. Comece com uma reação de equilíbrio. Uma equação de reação é semelhante a uma receita. Mostra quais reagentes (à esquerda) reagem entre si para formar produtos (à direita). Uma reação de equilíbrio terá o mesmo número de átomos no lado esquerdo da equação (como reagentes) e no lado direito (na forma de produtos).
   • Por exemplo, digamos que temos a equação simples ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Calcule a massa molar de cada reação. Usando a tabela periódica ou algum outro livro de referência, procure a massa molar de cada átomo em cada composição. Adicione-os para encontrar a massa molar de cada composto de reagentes. Faça isso para uma única molécula do composto. Considere novamente a equação da conversão de oxigênio e glicose em dióxido de carbono e água: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Converta a quantidade de cada reagente de gramas para moles. Para um experimento real, a massa em gramas de cada reagente usado será conhecida. Divida esse valor pela massa molar dessa substância na conversão para o número de moles.
     • Por exemplo, suponha que você comece com 40 gramas de oxigênio e 25 gramas de glicose.
     • 40 g ${ displaystyle O_ {2}}$Determine a proporção molar dos reagentes. Uma toupeira é uma ferramenta de cálculo usada em química para contar moléculas com base em sua massa. Ao determinar o número de moles de oxigênio e glicose, você sabe com quantas moléculas de cada um começa. Para encontrar a proporção de ambos, divida o número de moles de um reagente pelo do outro.
       • No exemplo a seguir, você começa com 1,25 moles de oxigênio e 0,139 moles de glicose. Portanto, a proporção de moléculas de oxigênio e glicose é 1,25 / 0,139 = 9,0. Essa proporção significa que você tem nove vezes mais moléculas de oxigênio do que glicose.
     • Determine a proporção ideal para a reação. Observe a resposta de equilíbrio. Os coeficientes de cada molécula informam a proporção das moléculas de que você precisa para que a reação ocorra. Se você estiver usando exatamente a proporção dada pela fórmula, ambos os reagentes devem ser usados ​​igualmente.
       • Para esta reação, os reagentes são dados como ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Compare as proporções para encontrar o reagente limitante. Na maioria das reações químicas, um dos reagentes se esgota mais cedo do que o outro. O reagente que é usado primeiro é chamado de reagente limitante. Este reagente limitante determina por quanto tempo a reação química pode continuar e o rendimento teórico que você pode esperar. Compare as duas proporções que você calculou para determinar o reagente limitante:
         • No exemplo a seguir, você começa com nove vezes mais oxigênio do que glicose, medido por moles. A fórmula diz que sua proporção ideal é seis vezes mais oxigênio para glicose. Portanto, você precisa de mais oxigênio do que glicose. Portanto, o outro reagente, neste caso a glicose, é o reagente limitante.

Parte 2 de 2: Determinando o rendimento teórico

1. Veja a resposta para encontrar o produto que deseja. O lado direito de uma equação química mostra os produtos que a reação produz. Quando a reação é balanceada, os coeficientes de cada produto indicam quantas de cada razão molecular você pode esperar. Cada produto tem um rendimento teórico, ou a quantidade de produto que você esperaria quando a reação estivesse completamente completa.
   • Continuando com o exemplo acima, você analisa a resposta ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Registre o número de moles de seu reagente limitante. Você deve sempre comparar o número de moles de reagente limitante com o número de moles de um produto. Se você tentar comparar a massa de cada um, não obterá o resultado correto.
     • No exemplo acima, a glicose é o reagente limitante. De acordo com os cálculos da massa molar, os primeiros 25 g de glicose equivalem a 0,139 mol de glicose.
   • Compare a proporção entre as moléculas do produto e o reagente. Retorne à reação de equilíbrio. Divida o número de moléculas de seu produto desejado pelo número de moléculas de seu reagente limitante.
     • A reação de equilíbrio para este exemplo é ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Multiplique esta proporção pelo número de moles do reagente limitante. A resposta é o rendimento teórico, em moles, do produto desejado.
       • Neste exemplo, 25 g de glicose equivalem a 0,139 moles de glicose. A proporção de dióxido de carbono e glicose é de 6: 1. Você espera ser capaz de produzir seis vezes mais mols de dióxido de carbono do que o número de mols de glicose com que começou.
       • O rendimento teórico de dióxido de carbono é (0,139 mol de glicose) x (6 mol de dióxido de carbono / mol de glicose) = 0,834 mol de dióxido de carbono.
     • Converta o resultado em gramas. Este é o inverso da etapa anterior de cálculo do número de moles ou da quantidade de reagente. Quando você souber o número de moles que pode esperar, multiplique pela massa molar do produto para encontrar o rendimento teórico em gramas.
       • No exemplo a seguir está a massa molar de CO₂ cerca de 44 g / mol. (A massa molar de carbono é ~ 12 g / mol e de oxigênio ~ 16 g / mol, então o total é 12 + 16 + 16 = 44).
       • Multiplique 0,834 moles de CO₂ x 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 gramas. O rendimento teórico do experimento é 36,7 gramas de CO₂.
     • Repita o cálculo para o outro produto, se desejar. Em muitos experimentos, você pode estar interessado apenas no rendimento de um determinado produto. Se você quiser saber o rendimento teórico de ambos os produtos, basta repetir o processo.
       • Neste exemplo, a água é o segundo produto ${ displaystyle H_ {2} O}$. De acordo com a reação de equilíbrio, você pode esperar seis moléculas de água de uma molécula de glicose. Esta é uma proporção de 6: 1. Portanto, 0,139 moles de glicose devem resultar em 0,834 moles de água.
       • Multiplique o número de moles de água pela massa molar de água. A massa molar é 2 + 16 = 18 g / mol. Multiplicado pelo produto, resulta em 0,139 mol H₂O x 18 g / mol H₂O = ~ 2,50 gramas. O rendimento teórico de água neste experimento é 2,50 gramas.