Kāds ir ierobežojošais reaģents un kas pārsniedz? kā tas tiek aprēķināts un piemēri

The ierobežojošs reaģents ir tas, kas tiek patērēts pilnībā un nosaka, cik daudz produktu veidojas ķīmiskā reakcijā; kamēr reaģenta pārpalikums nav tas, kurš pilnībā reaģē pēc ierobežojošā reaģenta lietošanas.

Daudzās reakcijās tiek mēģināts pārmērīgs reaģenta daudzums, lai nodrošinātu, ka visi interesējošie reaģenti reaģē. Piemēram, ja A reaģē ar B, lai iegūtu C, un ir vēlams, ka A reaģē pilnīgi, tiek pievienots B daudzums, tomēr sintēze un zinātniskie un ekonomiskie kritēriji ir tādi, kas izlemj, vai A pārsniegums ir piemērots. vai B.

Ierobežojošais reaģents nosaka produkta daudzumu, ko var veidot ķīmiskā reakcijā. Tāpēc, ja jūs zināt, cik daudz jūs reaģējāt no A, jūs nekavējoties nosakāt, cik daudz tika veidots no C. Nekad reaģenta pārpalikums neatspoguļo no produkta veidotos daudzumus..

Un, ja viņi reakcijā patērē gan A, gan B? Tad mēs runājam par A un B ekvimolāru maisījumu. Praksē tomēr nav viegls uzdevums nodrošināt, ka visu reaģentu molu vai ekvivalentu skaits ir vienāds; tādā gadījumā var izmantot vienu no abām, A vai B, lai aprēķinātu C veidoto daudzumu.

Indekss

• 1 Kā aprēķina ierobežojošos un lieko reaģentus??
  • 1.1. 1. metode
  • 1.2. 2. metode
• 2 Piemēri
  • 2.1. 1. piemērs
  • 2.2. 2. piemērs
• 3 Atsauces

Kā aprēķina ierobežojošos un lieko reaģentus??

Ir daudz veidu, kā noteikt un aprēķināt ierobežojošā reaģenta daudzumu, kas var iejaukties reakcijā. Pēc aprēķināšanas pārējie reaģenti ir pārāk lieli.

Metode, kas ļauj noteikt, kurš ir ierobežojošais reaģents, pamatojoties uz salīdzinājumu starp reaģentiem ar stehiometrisko attiecību, ir aprakstīts tālāk..

1. metode

Ķīmisko reakciju var shematizēt šādi:

aX + bY => cZ

Kur X, Y un Z ir katra reaģenta un produkta molu skaits. Lai gan a, b un c ir to stehiometriskie koeficienti, kas rodas no reakciju ķīmiskā līdzsvara.

Ja iegūts koeficients (X / a) un koeficients (Y / b), tad reaģents, kam ir zemākais koeficients, ir ierobežojošais reaģents..

Aprēķinot norādītās attiecības, tiek veidota attiecība starp reakcijā esošo molu skaitu (X, Y un Z) un reakcijā iesaistīto molu skaitu, ko raksturo reaģentu (a un b) stehiometriskie koeficienti..

Tāpēc, jo zemāks ir koeficients, kas norādīts reaģentam, jo ​​lielāks būs šī reaģenta deficīts, lai pabeigtu reakciju; un tāpēc tas ir ierobežojošais reaģents.

Piemērs

SiO₂(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO₂(g)

Reaģē 3 g SiO₂ (silīcija oksīds) ar 4,5 g C (oglekļa).

SiO mols₂

Masa = 3 g

Molekulmasa = 60 g / mol

SiO molu skaits₂ = 3 g / (60 g / mol)

0,05 mol

C molu skaits

Masa = 4,5 g

Atommasa = 12 g / mol

Molu skaits C = 4,5 g / (12 g / mol)

0,375 mol

Attiecība starp reaģentu molu skaitu un to stehiometriskajiem koeficientiem: \ t

Par SiO₂ = 0,05 mol / 1 mol

Rādītājs = 0,05

C = 0,375 mol / 3 moli

Attiecība = 0.125

Salīdzinot koeficientu vērtības, var secināt, ka ierobežojošais reaģents ir SiO₂.

2. metode

Masu saražoto SiC aprēķina, izmantojot iepriekšējo reakciju, kad tiek izmantots 3 g SiO₂ un, kad lietojat 4,5 g C

(3 g SiO₂) x (1 mol SiO)₂/ 60 g SiO₂) x (1 mol SiC / 1 mol SiO)₂) 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

Tad vairāk SiC (silīcija karbīds) tiktu saražots, ja reakcija notiktu, patērējot visu oglekli, ko saražoja, kad visu SiO patērēja.₂. Noslēgumā, SiO₂ ir ierobežojošais reaģents, jo visi C pārpalikumi tiktu radīti vairāk SiC.

Piemēri

-1. piemērs

0,5 mol alumīnija reaģē ar 0,9 mol hlora (Cl₂), lai veidotu alumīnija hlorīdu (AlCl₃): Kāds ir ierobežojošais reaģents un kāds ir reaģents pārmērīgi? Aprēķina ierobežojošā reaģenta masu un reaģenta lieko daudzumu

2 Pie (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(-i)

1. metode

Attiecības starp reaģentu molu un stehiometriskajiem koeficientiem ir:

Alumīnija = 0,5 mol / 2 mol

Alumīnija attiecība = 0,25

Par Cl₂ = 0,9 mol / 3 moli

Cl attiecība₂ = 0,3

Tad ierobežojošais reaģents ir alumīnijs.

Līdzīgs secinājums ir izdarīts, ja nosaka hlora molus, kas jāapvieno ar 0,5 moliem alumīnija.

Mola Cl₂ = (0,5 mooli Al) x (3 moli Cl₂/ 2 moli Al)

0,75 mol Cl₂

Tad ir pārmērīgs Cl₂: Lai reaģētu ar alumīniju, ir vajadzīgi 0,75 moli, un ir 0,9 mol. Tāpēc ir vairāk nekā 0,15 mol Cl_2.

Var secināt, ka ierobežojošais reaģents ir alumīnijs

Reaģentu masu aprēķināšana

Ierobežojošā reaģenta masa:

Alumīnija masa = 0,5 moli Al x 27 g / mol

13,5 g.

Almas masa ir 27 g / mol.

Reaģenta pārpalikuma masa:

Tas atstāja 0,15 mol Cl₂

Cl Mass₂ atlikums = 0,15 mol Cl₂ x 70 g / mol

10,5 g

-2. piemērs

Sekojošais vienādojums atspoguļo reakciju starp sudraba nitrātu un bārija hlorīdu ūdens šķīdumā:

2 AgNO₃ (ac) + BaCl₂ (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO₃)₂ (ac)

Saskaņā ar šo vienādojumu, ja šķīdums satur 62,4 g AgNO₃ sajauc ar šķīdumu, kas satur 53,1 g BaCl₂: a) Kāds ir ierobežojošais reaģents? b) Cik reaģentu paliek neatbildēti? c) Cik gramu AgCl veidojas?

Molekulārie svari:

-AgNO₃: 169,9 g / mol

-BaCl₂: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO₃)₂: 261,9 g / mol

1. metode

Lai piemērotu 1. metodi, kas ļauj noteikt ierobežojošo reaģentu, ir jānosaka AgNO moli₃ un BaCl₂ reakcijā.

AgNO moli₃

Molekulmasa 169,9 g / mol

Masa = 62,4 g

Molu skaits = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mol

Mola BaCl₂

Molekulmasa = 208,9 g / mol

Masa = 53,1 g

Molu skaits = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,244 mol

Koeficientu noteikšana starp reaģentu molu skaitu un to stehiometriskajiem koeficientiem.

AgNO₃ = 0,367 mol / 2 mol

Attiecība = 0,184

Par BaCl₂ = 0,244 mol / 1 mol

Attiecība = 0.254

Pamatojoties uz 1. metodi, koeficientu vērtība ļauj identificēt AgNO₃ kā ierobežojošo reaģentu.

Reaģenta masas pārpalikuma aprēķins

Reakcijas stehiometriskais līdzsvars norāda, ka 2 moli AgNO₃ reaģē ar 1 molu BaCl_2.

Mola BaCl₂= (0,367 mol AgNO₃) x (1 mol BaCl₂/ 2 moli AgNO₃)

0,1835 mooli BaCl₂

Un BaCl molu₂ kas neiejaucās reakcijā, proti, ka tie ir pārsniegti:

0,354 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol

BaCl masa₂ pārsniedz:

0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g

Kopsavilkums:

Reaģents pārpalikumā: BaCl₂

Masa pārsniedz 14,72 g

Reakcijā iegūto AgCl gramu aprēķins

Lai aprēķinātu produktu masu, aprēķini tiek veikti, pamatojoties uz ierobežojošo reaģentu.

g AgCl = (62,4 g AgNO₃) x (1 mol AgNO₃/ 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO)₃) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

Atsauces

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Ķīmija (8. izdevums). CENGAGE Learning.
2. Flores J. (2002). Ķīmija Redakcija Santillana
3. Vikipēdija. (2018). Ierobežojošais reaģents: en.wikipedia.org
4. Shah S. (2018. gada 21. augusts). Reaģentu ierobežošana. Ķīmija LibreTexts. Saturs iegūts no: chem.libretexts.org
5. Reaģentu paraugi ar stehiometrijas ierobežojumiem. Saturs iegūts no: chemteam.info
6. Vašingtonas Universitāte. (2005). Reaģentu ierobežošana. Saturs iegūts no: chemistry.wustl.edu