De begränsande reagens Det är den som konsumeras helt och bestämmer hur mycket massa produkter bildas i en kemisk reaktion; medan överskottet av reagens är ett som inte reagerar helt efter att det begränsande reagenset har konsumerats.
I många reaktioner letar man efter ett överskott av ett reagens för att säkerställa att allt av reagens av intresse reagerar. Till exempel, om A reagerar med B för att producera C, och det är önskvärt att A reagerar fullständigt, tillsätts ett överskott av B. Men syntes och vetenskapliga och ekonomiska kriterier är det som avgör om ett överskott av A är lämpligt. från B.
Det begränsande reagenset bestämmer mängden produkt som kan bildas vid den kemiska reaktionen. Därför, om det är känt hur mycket av A som reagerat, bestäms det omedelbart hur mycket av C. Bildningen av överskottet av reaktanten avslöjar aldrig mängderna av produkten..
Vad händer om både A och B konsumeras i reaktionen? Sedan talar vi om en ekvimolär blandning av A och B. I praktiken är det emellertid inte en lätt uppgift att se till att det finns lika många mol eller ekvivalenter av alla reaktanter; I detta fall kan någon av de två, A eller B, användas för att beräkna mängden bildad C.
Artikelindex
Det finns många sätt att identifiera och beräkna mängden av det begränsande reagenset som kan vara involverat i reaktionen. När de väl har beräknats överstiger de andra reagensen.
En metod som gör det möjligt att identifiera vilket som är det begränsande reagenset, baserat på jämförelsen av andelen reagens med det stökiometriska förhållandet, är den som beskrivs nedan.
En kemisk reaktion kan beskrivas enligt följande:
aX + bY => cZ
Där X, Y och Z representerar antalet mol av varje reaktant och produkt. Medan a, b och c representerar deras stökiometriska koefficienter, resulterande från reaktionernas kemiska balans.
Om kvoten (X / a) och kvoten (Y / b) erhålls är reaktanten med den undre kvoten den begränsande reaktanten.
När de angivna kvotienterna beräknas fastställs förhållandet mellan antalet mol närvarande i reaktionen (X, Y och Z) och antalet mol involverade i reaktionen, representerad av de stökiometriska koefficienterna för reaktanterna (a och b ).
Ju lägre kvoten som anges för ett reagens, desto större är underskottet för det reagenset för att slutföra reaktionen; och därför är det den begränsande reaktanten.
Jatvå(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COtvå(g)
3 g SiO reagerastvå (kiseloxid) med 4,5 g C (kol).
Mol SiOtvå
Massa = 3 g
Molekylvikt = 60 g / mol
Antal mol SiOtvå = 3 g / (60 g / mol)
0,05 mol
Antal mol C
Massa = 4,5 g
Atomvikt = 12 g / mol
Antal mol C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 mol
Kvot mellan antalet mol av reaktanterna och deras stökiometriska koefficienter:
För SiOtvå = 0,05 mol / 1 mol
Kvotient = 0,05
För C = 0,375 mol / 3 mol
Kvotient = 0,125
Från jämförelsen av värdena på kvoterna kan man dra slutsatsen att den begränsande reaktanten är SiOtvå.
Massan som produceras av SiC beräknas från föregående reaktion, när 3 g SiO användstvå och när du använder 4,5 g C
(3 g SiOtvå) x (1 mol SiOtvå/ 60 g SiOtvå) x (1 mol SiC / 1 mol SiOtvåX (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
Så mer SiC (kiselkarbid) skulle produceras om reaktionen inträffade genom att konsumera allt kol än den mängd som produceras genom att konsumera hela SiOtvå. Sammanfattningsvis SiOtvå är det begränsande reagenset, eftersom när allt överskott C konsumeras skulle mer SiC genereras.
0,5 mol aluminium reageras med 0,9 mol klor (Cltvåför att bilda aluminiumklorid (AlCl3): Vad är den begränsande reaktanten och vad är överskottet av reaktanten? Beräkna massan av det begränsande reagenset och överskottet av reagens
2 Al (s) + 3 Cltvå(g) => 2 AlCl3(s)
Kvotienterna mellan molerna av reaktanterna och de stökiometriska koefficienterna är:
För aluminium = 0,5 mol / 2 mol
Aluminiumkvotient = 0,25
För Cltvå = 0,9 mol / 3 mol
Cl kvottvå = 0,3
Sedan är det begränsande reagenset aluminium.
En liknande slutsats kan nås om de molklor som krävs för att kombinera med 0,5 mol aluminium bestäms.
Moles av Cltvå = (0,5 mol Al) x (3 mol Cltvå/ 2 mol Al)
0,75 mol Cltvå
Sedan finns det ett överskott av Cltvå: 0,75 mol krävs för att reagera med aluminium och 0,9 mol är närvarande. Därför finns det ett överskott av 0,15 mol Cltvå.
Man kan dra slutsatsen att det begränsande reagenset är aluminium
Begränsande reagensmassa:
Massa av aluminium = 0,5 mol Al x 27 g / mol
13,5 g.
Atommassan för Al är 27 g / mol.
Massa av överskott av reagens:
0,15 mol Cltvå
Cl-massatvå överskott = 0,15 mol Cltvå x 70 g / mol
10,5 g
Följande ekvation representerar reaktionen mellan silvernitrat och bariumklorid i vattenlösning:
2 AgNO3 (ac) + BaCltvå (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)två (ac)
Enligt denna ekvation, om en lösning som innehåller 62,4 g AgNO3 blandas med en lösning innehållande 53,1 g BaCltvå: a) Vad är det begränsande reagenset? b) Hur många av vilka reaktanter förblir oreagerade? c) Hur många gram AgCl bildades?
Molekylvikter:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaCltvå: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Bad3)två: 261,9 g / mol
För att tillämpa metod 1, som möjliggör identifiering av det begränsande reagenset, är det nödvändigt att bestämma mol AgNO3 och BaCltvå närvarande i reaktionen.
AgNO mol3
Molekylvikt 169,9 g / mol
Massa = 62,4 g
Antal mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 mol
Mol av BaCltvå
Molekylvikt = 208,9 g / mol
Massa = 53,1 g
Antal mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 mol
Bestämning av kvoterna mellan antalet mol av reaktanterna och deras stökiometriska koefficienter.
För AgNO3 = 0,367 mol / 2 mol
Kvotient = 0,184
För BaCltvå = 0,254 mol / 1 mol
Kvotient = 0,254
Baserat på metod 1 tillåter värdet på förhållandena att identifiera AgNO3 som det begränsande reagenset.
Den stökiometriska balansen i reaktionen indikerar att 2 mol AgNO3 reagera med 1 mol BaCltvå.
Mol av BaCltvå= (0,367 mol AgNO3) x (1 mol BaCltvå/ 2 mol AgNO3)
0,1835 mol BaCltvå
Och molen av BaCltvå som inte ingrep i reaktionen, det vill säga som är överskott är:
0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol
BaCl-massatvå i överskott:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Återuppta:
Överskott av reagens: BaCltvå
Överskott av massa: 14,72 g
För att beräkna produkternas massa görs beräkningarna baserat på det begränsande reagenset.
g AgCl = (62,4 g AgNO3) x (1 mol AgNO3/ 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO3) x (142,9 g / mol AgCl)
52,48 g
Ingen har kommenterat den här artikeln än.