한계 반응물이란
반응에서 반응물은 균형 맞춘 반응식이 정한 비율로 소모됩니다. 한계 반응물은 가장 먼저 다 쓰이는 반응물로, 생성물이 얼마나 생길지를 결정합니다. 나머지는 과량이어서 각각 일부가 남습니다.
방법
- 반응식의 균형을 맞춥니다.
- 각 반응물의 질량을 몰수로 바꿉니다: 몰수 = 질량 ÷ 몰질량.
- 각 반응물의 몰수를 반응식의 계수로 나눕니다.
- 가장 작은 값이 나온 반응물이 한계 반응물입니다.
계산 예
수소가 산소 속에서 탑니다: 2 H2 + O2 → 2 H2O. H2 4.0 g과 O2 16.0 g이 있습니다.
- H2: 4.0 ÷ 2.016 = 1.98 mol, ÷ 2 = 0.99
- O2: 16.0 ÷ 32.00 = 0.50 mol, ÷ 1 = 0.50
산소의 값이 더 작으므로, 질량은 더 많아도 O2가 한계 반응물입니다.
이론적 수득량과 남는 양
O2 0.50 mol로 물 2 × 0.50 = 1.0 mol, 즉 1.0 × 18.02 = 18.0 g이 생기며 이것이 이론적 수득량입니다. H2는 1.0 mol(2.02 g)이 쓰이므로 4.0 − 2.02 = 1.98 g의 수소가 남습니다.
실제로 얻은 질량을 이론적 수득량으로 나눈 값이 수득률입니다.
흔한 실수
- 몰수 대신 질량을 비교하기.
- 계수로 나누지 않고 몰수를 비교하기.
- 균형이 맞지 않은 반응식을 쓰기.
계산기
한계 반응물 계산기는 화학식과 질량으로 이 모든 계산을 합니다. 먼저 화학 반응식 균형 맞추기로 반응식을 맞추고, 몰질량 계산기로 몰질량을 찾고, 수득률 계산기로 결과를 비교하세요.