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• ステップに
• パート1/2：限定反応物質の決定
• パート2/2：理論収量の決定

理論収量は、化学反応から予想される物質の最大量を表すために化学で使用される用語です。まず、反応式のバランスを取り、限定反応物質を定義します。使用したい試薬の量を測定するとき、得られる物質の量を計算することができます。これは方程式の理論的収量です。実際の実験では、理想的な実験ではないため、一部が失われる可能性があります。

ステップに

パート1/2：限定反応物質の決定

1. 平衡反応から始めます。 反応速度式はレシピに似ています。これは、どの試薬（左側）が互いに反応して生成物を形成するか（右側）を示しています。平衡反応では、方程式の左側（反応物として）と右側（生成物の形で）に同じ数の原子があります。
   • たとえば、簡単な方程式があるとしましょう ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$各反応のモル質量を計算します。 周期表または他の参考書を使用して、各組成の各原子のモル質量を調べます。それらを足し合わせて、試薬の各化合物のモル質量を求めます。化合物の単一分子に対してこれを行います。酸素とブドウ糖の二酸化炭素と水への変換の方程式をもう一度考えてみましょう。 ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$各試薬の量をグラムからモルに変換します。 実際の実験では、使用する各試薬のグラム単位の質量がわかります。この値をその物質のモル質量で割って、モル数に変換します。
     • たとえば、40グラムの酸素と25グラムのブドウ糖から始めたとします。
     • 40g ${ displaystyle O_ {2}}$試薬のモル比を決定します。 モルは、分子の質量に基づいて分子を数えるために化学で使用される計算ツールです。酸素とブドウ糖の両方のモル数を決定することにより、それぞれの分子の数を知ることができます。両方の比率を見つけるには、一方の試薬のモル数をもう一方の試薬のモル数で割ります。
       • 次の例では、1.25モルの酸素と0.139モルのブドウ糖から始めます。したがって、酸素分子とグルコース分子の比率は1.25 / 0.139 = 9.0です。この比率は、ブドウ糖の9倍の酸素分子があることを意味します。
     • 反応の理想的な比率を決定します。 平衡応答を見てください。各分子の係数は、反応が発生するために必要な分子の比率を示します。式で指定された比率を正確に使用している場合は、両方の試薬を同等に使用する必要があります。
       • この反応では、反応物は次のように与えられます。 ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$比率を比較して限定反応物質を見つけます。 ほとんどの化学反応では、試薬の1つが他の試薬よりも早く使い果たされます。最初に使い果たされる試薬は限定反応物質と呼ばれます。この限定反応物質は、化学反応を継続できる時間と期待できる理論収量を決定します。計算した2つの比率を比較して、限定反応物質を決定します。
         • 次の例では、モルで測定して、グルコースの9倍の酸素から始めます。この式から、理想的な比率は酸素とブドウ糖の6倍であることがわかります。したがって、ブドウ糖よりも多くの酸素が必要です。したがって、他の試薬、この場合はグルコースが限定反応物質です。

パート2/2：理論収量の決定

1. 応答を表示して、必要な製品を見つけます。 化学反応式の右側は、反応によって生成される生成物を示しています。反応のバランスが取れている場合、各生成物の係数は、期待できる各分子比の数を示します。各生成物には、理論上の収率、つまり反応が完全に完了したときに予想される生成物の量があります。
   • 上記の例を続けて、応答を分析します ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$限定反応物質のモル数を記録します。 限定反応物質のモル数と製品のモル数を常に比較する必要があります。それぞれの質量を比較しようとすると、正しい結果が得られません。
     • 上記の例では、グルコースが限定反応物質です。モル質量の計算によると、最初の25gのグルコースは0.139モルのグルコースに相当します。
   • 製品中の分子と試薬の比率を比較します。 平衡反応に戻ります。目的の製品の分子数を限定反応物質の分子数で割ります。
     • この例の平衡反応は次のとおりです。 ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$この比率に限定反応物質のモル数を掛けます。 答えは、目的の生成物の理論収量（モル単位）です。
       • この例では、25gのブドウ糖は0.139モルのブドウ糖に相当します。二酸化炭素とブドウ糖の比率は6：1です。当初のブドウ糖のモル数の6倍の二酸化炭素を生成できると期待しています。
       • 二酸化炭素の理論収量は、（0.139 molグルコース）x（6mol二酸化炭素/ molグルコース）= 0.834mol二酸化炭素です。
     • 結果をグラムに変換します。 これは、モル数または試薬の量を計算する前のステップの逆です。予想できるモル数がわかったら、それを製品のモル質量で乗算して、理論上の収率をグラムで求めます。
       • 次の例では、COのモル質量です。₂ 約44g / mol。 （炭素のモル質量は約12 g / mol、酸素のモル質量は約16 g / molであるため、合計は12 + 16 + 16 = 44になります）。
       • 0.834モルのCOを掛ける₂ x 44 g / mol CO₂ = 〜36.7グラム。実験の理論収量は36.7グラムのCOです₂.
     • 必要に応じて、他の製品についても計算を繰り返します。 多くの実験では、特定の製品の収量にのみ関心がある場合があります。両方の製品の理論上の収率を知りたい場合は、このプロセスを繰り返すだけです。
       • この例では、水が2番目の製品です ${ displaystyle H_ {2} O}$。平衡反応によれば、1分子のブドウ糖から6分子の水が期待できます。これは6：1の比率です。したがって、0.139モルのブドウ糖は0.834モルの水になるはずです。
       • 水のモル数に水のモル質量を掛けます。モル質量は2+ 16 = 18 g / molです。積を掛けると、0.139 molHになります。₂O x 18 g / mol H₂O = 〜2.50グラム。この実験での水の理論収量は2.50グラムです。