Plik odczynnik ograniczający To ten, który jest całkowicie zużyty i określa, ile masy produktów powstaje w reakcji chemicznej; podczas gdy nadmiar odczynnika to taki, który nie reaguje całkowicie po zużyciu odczynnika ograniczającego.
W wielu reakcjach szuka się nadmiaru odczynnika, aby zapewnić reakcję całego odczynnika będącego przedmiotem zainteresowania. Na przykład, jeśli A reaguje z B w celu wytworzenia C i pożądane jest, aby A przereagował całkowicie, dodaje się nadmiar B. Jednak to synteza oraz kryteria naukowe i ekonomiczne decydują o tym, czy nadmiar A jest właściwy, czy też od B..
Odczynnik ograniczający określa ilość produktu, który może powstać w reakcji chemicznej. Dlatego też, jeśli wiadomo, ile A przereagowało, natychmiast określa się, ile powstało C. Nadmiar reagenta nigdy nie ujawnia ilości utworzonego produktu..
Co się stanie, jeśli w reakcji zostaną zużyte zarówno A, jak i B? Następnie mówimy o równomolowej mieszaninie A i B. W praktyce jednak nie jest łatwo zapewnić, że jest równa liczba moli lub równoważników wszystkich reagentów; W takim przypadku do obliczenia ilości utworzonego C można użyć jednego z dwóch, A lub B.
Indeks artykułów
Istnieje wiele sposobów identyfikacji i obliczenia ilości odczynnika ograniczającego, który może być zaangażowany w reakcję. Po obliczeniu inne odczynniki są w nadmiarze.
Metodą pozwalającą na identyfikację odczynnika ograniczającego, opartą na porównaniu proporcji odczynników ze stosunkiem stechiometrycznym, jest metoda opisana poniżej..
Reakcję chemiczną można przedstawić w następujący sposób:
aX + bY => cZ
Gdzie X, Y i Z reprezentują liczbę moli każdego reagenta i produktu. Natomiast a, b i c reprezentują ich współczynniki stechiometryczne, wynikające z równowagi chemicznej reakcji.
Jeśli otrzymamy iloraz (X / a) i iloraz (Y / b), reagent z niższym ilorazem jest reagentem ograniczającym.
Po obliczeniu wskazanych ilorazów ustala się zależność między liczbą moli obecnych w reakcji (X, Y i Z) a liczbą moli biorących udział w reakcji, reprezentowaną przez współczynniki stechiometryczne reagentów (a i b ).
Dlatego im niższy iloraz wskazany dla odczynnika, tym większy deficyt tego odczynnika do zakończenia reakcji; i dlatego jest ograniczającym reagentem.
takdwa(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COdwa(sol)
Poddaje się reakcji 3 g SiOdwa (tlenek krzemu) zawierający 4,5 g C (węgiel).
Mole SiOdwa
Masa = 3 g
Masa cząsteczkowa = 60 g / mol
Liczba moli SiOdwa = 3g / (60g / mol)
0,05 mola
Liczba moli C.
Masa = 4,5 g
Masa atomowa = 12 g / mol
Liczba moli C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 mola
Iloraz liczby moli reagentów i ich współczynników stechiometrycznych:
Dla SiOdwa = 0,05 mola / 1 mol
Iloraz = 0,05
Dla C = 0,375 mola / 3 mole
Iloraz = 0,125
Z porównania wartości ilorazów można wywnioskować, że ograniczającym reagentem jest SiOdwa.
Masę wytworzoną z SiC oblicza się na podstawie poprzedniej reakcji, gdy zastosowano 3 g SiOdwa a przy użyciu 4,5 g C
(3 g SiOdwa) x (1 mol SiOdwa/ 60 g SiOdwa) x (1 mol SiC / 1 mol SiOdwa) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 2 g SiC
(4,5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC
Tak więc, więcej SiC (węglika krzemu) zostałoby wyprodukowane, gdyby reakcja zaszła przy zużyciu całego węgla niż ilość wyprodukowana przez zużycie całego SiOdwa. Podsumowując, SiOdwa jest odczynnikiem ograniczającym, ponieważ gdy cały nadmiar C zostanie zużyty, wytworzy się więcej SiC.
0,5 mola glinu poddaje się reakcji z 0,9 mola chloru (Cldwa) tworząc chlorek glinu (AlCl3): Jaki jest reagent ograniczający, a jaki nadmiar? Obliczyć masę odczynnika ograniczającego i nadmiar odczynnika
2 Al (s) + 3 Cldwa(g) => 2 AlCl3(s)
Ilorazy między molami reagentów i współczynnikami stechiometrycznymi są następujące:
Dla aluminium = 0,5 mola / 2 mole
Iloraz glinu = 0,25
Dla Cldwa = 0,9 mola / 3 mole
Iloraz Cldwa = 0,3
Wtedy odczynnikiem ograniczającym jest aluminium.
Do podobnego wniosku dochodzi się, gdy określa się liczbę moli chloru potrzebnych do połączenia z 0,5 mola glinu.
Mole Cldwa = (0,5 mola Al) x (3 mole Cldwa/ 2 mole Al)
0,75 mola Cldwa
Następnie występuje nadmiar Cldwa: 0,75 mola jest potrzebne do reakcji z glinem, a obecne jest 0,9 mola. Dlatego występuje nadmiar 0,15 mola Cldwa.
Można wywnioskować, że odczynnikiem ograniczającym jest glin
Ograniczenie masy odczynnika:
Masa aluminium = 0,5 mola Al x 27 g / mol
13,5 g.
Masa atomowa Al wynosi 27 g / mol.
Masa nadmiaru odczynnika:
0,15 mola Cldwa
Masa Cldwa nadmiar = 0,15 mola Cldwa x 70 g / mol
10,5 g
Poniższe równanie przedstawia reakcję między azotanem srebra i chlorkiem baru w roztworze wodnym:
2 AgNO3 (ac) + BaCldwa (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)dwa (ac)
Zgodnie z tym równaniem, jeśli roztwór zawierający 62,4 g AgNO3 miesza się z roztworem zawierającym 53,1 g BaCldwa: a) Jaki jest odczynnik ograniczający? b) Ile z których reagentów pozostaje nieprzereagowanych? c) Ile gramów AgCl zostało utworzonych?
Masy cząsteczkowe:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaCldwa: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Kąpiel3)dwa: 261,9 g / mol
Aby zastosować metodę 1, która pozwala na identyfikację odczynnika ograniczającego, konieczne jest określenie moli AgNO3 i BaCldwa obecny w reakcji.
Krety AgNO3
Masa cząsteczkowa 169,9 g / mol
Masa = 62,4 g
Liczba moli = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 mola
Mole BaCldwa
Masa cząsteczkowa = 208,9 g / mol
Masa = 53,1 g
Liczba moli = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 mola
Wyznaczenie ilorazów liczby moli reagentów i ich współczynników stechiometrycznych.
Dla AgNO3 = 0,367 mola / 2 mole
Iloraz = 0,184
W przypadku BaCldwa = 0,254 mola / 1 mol
Iloraz = 0,254
W oparciu o metodę 1 wartość współczynników pozwala na identyfikację AgNO3 jako odczynnik ograniczający.
Bilans stechiometryczny reakcji wskazuje, że 2 mole AgNO3 reagują z 1 molem BaCldwa.
Mole BaCldwa= (0,367 mola AgNO3) x (1 mol BaCldwa/ 2 mole AgNO3)
0,1835 mola BaCldwa
I mole BaCldwa które nie wpłynęły na reakcję, to znaczy w nadmiarze to:
0,254 mola - 0,1835 mola = 0,0705 mola
Masa BaCldwa w nadmiarze:
0,0705 mola x 208,9 g / mol = 14,72 g
Wznawianie:
Nadmiar odczynnika: BaCldwa
Nadmiar masy: 14,72 g
Aby obliczyć masę produktów, obliczenia przeprowadza się na podstawie odczynnika ograniczającego.
g AgCl = (62,4 g AgNO3) x (1 mol AgNO3/ 169,9 g) x (2 mole AgCl / 2 mole AgNO3) x (142,9 g / mol AgCl)
52,48 g
Jeszcze bez komentarzy