Det begrænsende reagens Det er den, der forbruges fuldstændigt og bestemmer, hvor meget produktmasse der dannes i en kemisk reaktion; mens det overskydende reagens er et, der ikke reagerer fuldstændigt, efter at det begrænsende reagens er forbrugt.
I mange reaktioner søges et overskud af et reagens for at sikre, at alt det reagens, der er af interesse, reagerer. For eksempel, hvis A reagerer med B for at producere C, og det ønskes, at A reagerer fuldstændigt, tilføjes et overskud af B. Imidlertid er syntese og videnskabelige og økonomiske kriterier det, der afgør, om et overskud af A er passende. Eller fra B.
Det begrænsende reagens bestemmer mængden af produkt, der kan dannes i den kemiske reaktion. Derfor, hvis det vides, hvor meget A reagerede, bestemmes det straks, hvor meget af C. Der blev dannet overskydende reaktant..
Hvad hvis både A og B indtages i reaktionen? Derefter taler vi om en ækvimolær blanding af A og B. I praksis er det imidlertid ikke en let opgave at sikre, at der er lige mange mol eller ækvivalenter af alle reaktanter; I dette tilfælde kan en af de to, A eller B, bruges til at beregne mængden af dannet C.
Artikelindeks
Der er mange måder at identificere og beregne mængden af det begrænsende reagens, der kan være involveret i reaktionen. Når de andre reagenser er beregnet, er de overskydende.
En metode, der gør det muligt at identificere, hvilket er det begrænsende reagens, baseret på sammenligningen af andelen af reagenser med det støkiometriske forhold, er den beskrevet nedenfor.
En kemisk reaktion kan skitseres som følger:
aX + bY => cZ
Hvor X, Y og Z repræsenterer antallet af mol af hver reaktant og produkt. Mens a, b og c repræsenterer deres støkiometriske koefficienter, der skyldes reaktionernes kemiske balance.
Hvis kvotienten (X / a) og kvotienten (Y / b) opnås, er reaktanten med den lavere kvotient den begrænsende reaktant.
Når de angivne kvotienter beregnes, etableres forholdet mellem antallet af mol til stede i reaktionen (X, Y og Z) og antallet af mol involveret i reaktionen repræsenteret af de støkiometriske koefficienter for reaktanterne (a og b ).
Derfor er jo lavere kvotienten, der er angivet for et reagens, jo større underskud af dette reagens for at fuldføre reaktionen; og derfor er det den begrænsende reaktant.
Jato(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COto(g)
3 g SiO omsættesto (siliciumoxid) med 4,5 g C (kulstof).
Mol af SiOto
Masse = 3 g
Molekylvægt = 60 g / mol
Antal mol SiOto = 3 g / (60 g / mol)
0,05 mol
Antal mol C
Masse = 4,5 g
Atomvægt = 12 g / mol
Antal mol C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 mol
Kvotient mellem antallet af mol af reaktanterne og deres støkiometriske koefficienter:
For SiOto = 0,05 mol / 1 mol
Kvotient = 0,05
For C = 0,375 mol / 3 mol
Kvotient = 0,125
Fra sammenligningen af værdierne for kvotienterne kan det konkluderes, at den begrænsende reaktant er SiOto.
Den producerede masse af SiC beregnes ud fra den foregående reaktion, når der anvendes 3 g SiOto og når du bruger 4,5 g C
(3 g SiOto) x (1 mol SiOto/ 60 g SiOto) x (1 mol SiC / 1 mol SiOto) 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
Så mere SiC (siliciumcarbid) ville blive produceret, hvis reaktionen opstod ved at forbruge alt kulstof end den mængde, der blev produceret ved at forbruge alt SiOto. Afslutningsvis er SiOto er det begrænsende reagens, da når alt det overskydende C forbruges, ville mere SiC blive genereret.
0,5 mol aluminium omsættes med 0,9 mol klor (Cltotil dannelse af aluminiumchlorid (AlCl3): Hvad er den begrænsende reaktant, og hvad er den overskydende reaktant? Beregn massen af det begrænsende reagens og det overskydende reagens
2 Al (s) + 3 Clto(g) => 2 AlCl3(s)
Kvotienterne mellem mol af reaktanterne og de støkiometriske koefficienter er:
For aluminium = 0,5 mol / 2 mol
Aluminiumkvotient = 0,25
For Clto = 0,9 mol / 3 mol
Cl kvotientto = 0,3
Derefter er det begrænsende reagens aluminium.
En lignende konklusion nås, hvis de molchlor, der kræves for at kombinere med de 0,5 mol aluminium, bestemmes.
Mol af Clto = (0,5 mol Al) x (3 mol Clto/ 2 mol Al)
0,75 mol Clto
Så er der et overskud af Clto: 0,75 mol kræves for at reagere med aluminium, og 0,9 mol er til stede. Derfor er der et overskud på 0,15 mol Clto.
Det kan konkluderes, at det begrænsende reagens er aluminium
Begrænsende reagensmasse:
Masse af aluminium = 0,5 mol Al x 27 g / mol
13,5 g.
Atommassen af Al er 27 g / mol.
Masse af overskydende reagens:
0,15 mol Clto
Cl masseto overskud = 0,15 mol Clto x 70 g / mol
10,5 g
Den følgende ligning repræsenterer reaktionen mellem sølvnitrat og bariumchlorid i vandig opløsning:
2 AgNO3 (ac) + BaClto (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)to (ac)
Ifølge denne ligning, hvis en opløsning indeholdende 62,4 g AgNO3 blandes med en opløsning indeholdende 53,1 g BaClto: a) Hvad er det begrænsende reagens? b) Hvor mange af hvilke reaktanter forbliver ureagerede? c) Hvor mange gram AgCl der blev dannet?
Molekylvægte:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaClto: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Bad3)to: 261,9 g / mol
For at anvende metode 1, som muliggør identifikation af det begrænsende reagens, er det nødvendigt at bestemme mol AgNO3 og BaClto til stede i reaktionen.
AgNO mol3
Molekylvægt 169,9 g / mol
Masse = 62,4 g
Antal mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 mol
Mol af BaClto
Molekylvægt = 208,9 g / mol
Masse = 53,1 g
Antal mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 mol
Bestemmelse af kvotienterne mellem antallet af mol af reaktanterne og deres støkiometriske koefficienter.
For AgNO3 = 0,367 mol / 2 mol
Kvotient = 0,184
Til BaClto = 0,254 mol / 1 mol
Kvotient = 0,254
Baseret på metode 1 tillader værdien af forholdet at identificere AgNO3 som det begrænsende reagens.
Den støkiometriske balance i reaktionen indikerer, at 2 mol AgNO3 reagerer med 1 mol BaClto.
Mol af BaClto= (0,367 mol AgNO3) x (1 mol BaClto/ 2 mol AgNO3)
0,1835 mol BaClto
Og mol af BaClto der ikke greb ind i reaktionen, det vil sige, at der er overskydende er:
0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol
BaCl-masseto i overskud:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Genoptag:
Overskydende reagens: BaClto
Overskydende masse: 14,72 g
For at beregne produkternes masse foretages beregningerne ud fra det begrænsende reagens.
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
Endnu ingen kommentarer