- Як обчислюють обмежуючі та надлишкові реактиви?
- Спосіб 1
- Приклад
- Спосіб 2
- Приклади
- -Приклад 1
- Спосіб 1
- Розрахунок мас реагентів
- -Приклад 2
- Спосіб 1
- Розрахунок маси надлишкового реагенту
- Розрахунок грамів AgCl, що утворюються в реакції
- Список літератури
Лімітуючий реагент є той , який повністю витрачений і визначає , як формується набагато маса продуктів в хімічній реакції; при цьому надлишок реагенту - той, який не реагує повністю після вживання обмежуючого реагенту.
У багатьох реакціях шукається надлишок реагенту, щоб забезпечити реагування всього цікавого реагенту. Наприклад, якщо A реагує з B, утворюючи C, і бажано, щоб A реагував повністю, додається надлишок В. Однак синтез та наукові та економічні критерії визначають, чи є надлишок A відповідним. або Б.
Хімічна хімічна лабораторія для досліджень
Обмежуючий реагент визначає кількість продукту, який може утворитися в хімічній реакції. Тому, якщо відомо, скільки А реагувало, відразу визначається, скільки утворюється С. Зайвий реагент ніколи не виявляє кількості утвореного продукту.
Що робити, якщо і А, і В споживаються в реакції? Тоді ми говоримо про еквімолярну суміш A і B. На практиці, однак, непросте завдання забезпечити наявність однакової кількості молей або еквівалентів усіх реагентів; У цьому випадку для обчислення кількості С. можна використовувати будь-який з двох, А або В.
Як обчислюють обмежуючі та надлишкові реактиви?
Існує багато способів визначення та обчислення кількості обмежуючого реагенту, який може бути залучений до реакції. Після розрахунку інші реагенти перевищують.
Спосіб, що дозволяє визначити, що є обмежуючим реагентом, заснований на порівнянні пропорції реагентів із стехіометричним співвідношенням, є описаним нижче.
Спосіб 1
Хімічну реакцію можна окреслити наступним чином:
aX + bY => cZ
Де X, Y і Z представляють кількість молей кожного реагенту і продукту. Тим часом a, b і c представляють їх стехіометричні коефіцієнти, що є результатом хімічного балансу реакцій.
Якщо отриманий коефіцієнт (X / a) і коефіцієнт (Y / b), реагент з нижчим коефіцієнтом є обмежуючим реагентом.
Коли підраховані зазначені коефіцієнти, встановлюється залежність між кількістю молей, присутніх в реакції (X, Y і Z), і кількістю молей, що беруть участь у реакції, представлених стехіометричними коефіцієнтами реагентів (a і b).
Отже, чим менший показник, вказаний для реагенту, тим більший дефіцит цього реагенту для завершення реакції; і, отже, це обмежуючий реагент.
Приклад
SiO 2 (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO 2 (g)
3 г SiO 2 (оксид кремнію) взаємодіють з 4,5 г С (вуглець).
Молі SiO 2
Маса = 3 гр
Молекулярна маса = 60 г / моль
Кількість молей SiO 2 = 3 г / (60 г / моль)
0,05 родимок
Кількість молей С
Маса = 4,5 гр
Атомна маса = 12 г / моль
Кількість молей С = 4,5 г / (12 г / моль)
0,375 родимок
Коефіцієнт між кількістю молей реагентів та їх стехіометричними коефіцієнтами:
Для SiO 2 = 0,05 моль / 1 моль
Коефіцієнт = 0,05
Для C = 0,375 молей / 3 молі
Коефіцієнт = 0,125
Зі порівняння значень коефіцієнтів можна зробити висновок, що обмежуючим реагентом є SiO 2 .
Спосіб 2
У попередній реакції обчислюється маса, вироблена SiC, при використанні 3 г SiO 2 і при використанні 4,5 г C
(3 г SiO 2 ) х (1 моль SiO 2 /60 г SiO 2 ) х (1 моль SiC / 1 моль SiO 2 ) х (40 г SiC / SiC 1 моль) = 2 г SiC
(4,5 г C) x (3 моль C / 36 г C) x (1 моль SiC / 3 моль C) x (40 г SiC / 1 моль SiC) = 5 г SiC
Отже, більше SiC (карбід кремнію) утворюється, якщо реакція відбудеться за рахунок споживання всього вуглецю, ніж кількості, що утворюється при споживанні всього SiO 2 . На закінчення, SiO 2 є обмежуючим реагентом, оскільки, коли витрачається весь надлишок C, утворюється більше SiC.
Приклади
-Приклад 1
0,5 молей алюмінію реагують з 0,9 молями хлору (Cl 2 ) з утворенням хлориду алюмінію (AlCl 3 ): Що таке обмежуючий реагент і що таке надлишок реагенту? Обчисліть масу обмежувального реагенту та надлишкового реагенту
2 Al (s) + 3 Cl 2 (g) => 2 AlCl 3 (s)
Спосіб 1
Коефіцієнти між молями реагентів і стехіометричними коефіцієнтами:
Для алюмінію = 0,5 моль / 2 моли
Алюмінієвий коефіцієнт = 0,25
Для Cl 2 = 0,9 моль / 3 молі
Cl 2 коефіцієнт = 0,3
Тоді обмежуючим реагентом є алюміній.
Аналогічний висновок досягається, якщо визначаються молі хлору, необхідні для поєднання з 0,5 молями алюмінію.
Моли Cl 2 = (0,5 моль А) х (3 благаючи Cl 2 /2 молей А)
0,75 молей Cl 2
Потім виникає надлишок Cl 2 : для реакції з алюмінієм потрібно 0,75 молей, і 0,9 молей є. Тому є надлишок 0,15 молей Cl 2.
Можна зробити висновок, що обмежуючим реагентом є алюміній
Розрахунок мас реагентів
Обмежувальна маса реагенту:
Маса алюмінію = 0,5 молей Al x 27 г / моль
13,5 гр.
Атомна маса Al становить 27 г / моль.
Маса надлишкового реагенту:
Залишилося 0,15 молей Cl 2
Маса надлишку Cl 2 = 0,15 молей Cl 2 x 70 г / моль
10,5 гр
-Приклад 2
Наступне рівняння представляє реакцію між нітратом срібла та хлоридом барію у водному розчині:
2 AgNO 3 (aq) + BaCl 2 (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO 3 ) 2 (aq)
Згідно з цим рівнянням, якщо розчин, що містить 62,4 г AgNO 3 , змішують з розчином, що містить 53,1 г BaCl 2 : а) Що таке обмежуючий реагент? б) Скільки реагентів залишається непрореагіровавшим? в) Скільки грамів AgCl утворилося?
Молекулярні ваги:
-AgNO 3 : 169,9 г / моль
-BaCl 2 : 208,9 г / моль
-AgCl: 143,4 г / моль
-Ва (NO 3 ) 2 : 261,9 г / моль
Спосіб 1
Для застосування Способу 1, який дозволяє ідентифікувати обмежуючий реагент, необхідно визначити моли AgNO 3 та BaCl 2, присутні в реакції.
Молі AgNO 3
Молекулярна маса 169,9 г / моль
Маса = 62,4 р
Кількість молей = 62,4 г / (169,9 г / моль)
0,367 молей
Молі BaCl 2
Молекулярна маса = 208,9 г / моль
Маса = 53,1 гр
Кількість молей = 53,1 г / (208,9 г / моль)
0,254 родимок
Визначення коефіцієнтів між кількістю молей реагентів та їх стехіометричними коефіцієнтами.
Для AgNO 3 = 0,367 молей / 2 молі
Коефіцієнт = 0,184
Для BaCl 2 = 0,254 моль / 1 моль
Коефіцієнт = 0,254
На основі методу 1 значення співвідношень дозволяє ідентифікувати AgNO 3 як обмежуючий реагент.
Розрахунок маси надлишкового реагенту
Стехіометричний баланс реакції вказує, що 2 молі AgNO 3 реагують з 1 молем BaCl 2.
Моли BaCl 2 = (0,367 моль AgNO 3 ) х (1 моль BACL 2 /2 моль AgNO 3 )
0,1835 молей BaCl 2
А молі BaCl 2, які не втручалися в реакцію, тобто є надлишковими, є:
0,254 родимок - 0,1835 молей = 0,0705 молей
Маса BaCl 2, що перевищує:
0,0705 моль х 208,9 г / моль = 14,72 г
Підсумок:
Надлишок реагенту: BaCl 2
Зайва маса: 14,72 гр
Розрахунок грамів AgCl, що утворюються в реакції
Для обчислення маси продуктів розрахунки проводяться на основі обмежуючого реагенту.
г AgCl = (62,4 г AgNO 3 ) x (1 моль AgNO 3 / 169,9 г) x (2 моль AgCl / 2 моль AgNO 3 ) x (142,9 г / моль AgCl)
52,48 р
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання.
- Флорес Дж. (2002). Хімія. Сантільяна Редакція
- Вікіпедія. (2018). Обмежуючий реагент: en.wikipedia.org
- Шах С. (21 серпня 2018 р.). Обмежуючі реагенти. Хімія LibreTexts. Відновлено з: chem.libretexts.org
- Приклади реагентів, що обмежують стехіометрію. Відновлено: chemteam.info
- Університет Вашингтона. (2005). Обмежуючі реагенти. Відновлено: chemistry.wustl.edu