- Hogyan számolják a korlátozó és felesleges reagenseket?
- 1. módszer
- Példa
- 2. módszer
- Példák
- - 1. példa
- 1. módszer
- A reagensek tömegének kiszámítása
- - 2. példa
- 1. módszer
- A reagensfelesleg tömegének kiszámítása
- A reakcióban előállított AgCl grammjának kiszámítása
- Irodalom
A korlátozó reagens teljes mértékben elfogyasztódik, és meghatározza, hogy a termékmennyiség mennyi kémiai reakcióban képződik; míg a felesleges reagens olyan, amely nem reagál teljesen a korlátozó reagens elfogyasztása után.
Számos reakcióban fölösleges reagenst keresnek annak biztosítása érdekében, hogy az összes érdeklődésre számot tartó reagens reagáljon. Például, ha A reagál B-val és C képződik, és kívánatos, hogy A teljesen reagáljon, többlet B-t adunk hozzá. Ugyanakkor a szintézis és a tudományos és gazdasági kritériumok határozzák meg, hogy A feleslegének megfelelő-e. vagy B.

Vegyészkémiai laboratóriumi kutató folyadék
A korlátozó reagens meghatározza a kémiai reakcióban képződő termék mennyiségét. Ezért ha tudjuk, hogy az A mennyi reagált, azonnal meghatározzuk, mennyi a képződött C. A reagensfelesleg soha nem tárja fel a képződött termék mennyiségét.
Mi van, ha mind A, mind a B fogyasztásra kerül a reakcióban? Ezután az A és B ekvimoláris keverékéről beszélünk. A gyakorlatban azonban nem könnyű feladat annak biztosítása, hogy az összes reagens azonos számú moldal vagy ekvivalensrel rendelkezzen; Ebben az esetben a kettő közül az egyik, az A vagy a B felhasználható a C mennyiségének kiszámításához.
Hogyan számolják a korlátozó és felesleges reagenseket?
A reakcióban részt vevő korlátozó reagens mennyiségének meghatározására és kiszámítására számos módszer létezik. A kiszámítás után a többi reagens feleslegben van.
Az alábbiakban ismertetett módszer, amely lehetővé teszi annak meghatározását, amely a korlátozó reagens, a reagensek és a sztöchiometrikus arány összehasonlítása alapján.
1. módszer
A kémiai reakciót a következőképpen lehet felvázolni:
aX + bY => cZ
Ahol X, Y és Z jelentése az egyes reagensek és termékek molszámát. Míg a, b és c jelentik sztöchiometrikus együtthatóikat, amelyek a reakciók kémiai egyensúlyából származnak.
Ha az (X / a) és az (Y / b) hányadost kapjuk, akkor az alsó hányaddal rendelkező reagens a korlátozó reagens.
A feltüntetett arányok kiszámításakor meghatározzuk a reakcióban jelenlévő molok (X, Y és Z) és a reakcióban részt vevõ molok száma közötti összefüggést, amelyet az (a és b) reagensek sztöchiometrikus együtthatói mutatnak.
Ezért minél alacsonyabb a reagensre megadott hányados, annál nagyobb a reagens hiánya a reakció befejezéséhez; és ezért a korlátozó reagens.
Példa
SiO 2 (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO 2 (g)
3 g SiO 2-t (szilícium-oxid) reagáltatunk 4,5 g C-vel (szén).
SiO 2 moljai
Tömeg = 3 g
Molekulatömeg = 60 g / mol
SiO 2 mólszám = 3 g / (60 g / mol)
0,05 mol
C moláris száma
Tömeg = 4,5 g
Atomsúly = 12 g / mol
C mólszám C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 mól
Hányados a reagensek molszáma és sztöchiometrikus együtthatói között:
A SiO 2 = 0,05 mol / 1 mol
Hányados = 0,05
C = 0,375 mol / 3 mol
Hányados = 0,125
A hányadosok összehasonlítása alapján megállapítható, hogy a korlátozó reagens SiO 2.
2. módszer
Az előző reakcióban kiszámítják a keletkező SiC tömegét, ha 3 g SiO 2- t és 4,5 g C-t használnak
(3 g SiO 2) x (1 mól SiO 2 /60 g SiO 2) x (1 mol SiC / 1 mol SiO 2) x (40 g SiC / SiC 1 mol) = 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
Tehát, több SiC (szilícium-karbid) lenne előállítható, ha a reakció kialakult fogyasztásával összes szén, mint a termelt mennyiség fogyasztásával összes SiO 2. Összefoglalva, a SiO 2 a korlátozó reagens, mivel ha az összes C felesleg elfogy, akkor több SiC képződik.
Példák
- 1. példa
0,5 mól alumínium reagáltatása 0,9 mól klórral (Cl 2) aluminium-klorid (AlCl 3) képződésévé válik: Mi a korlátozó reagens és mi a reagensfelesleg? Számítsuk ki a korlátozó reagens és a reagensfelesleg tömegét
2 Al (s) + 3 Cl 2 (g) => 2 AlCl 3 (s)
1. módszer
A reagensek moljai és a sztöchiometrikus együtthatók hányadosa a következő:
Alumínium esetén = 0,5 mol / 2 mol
Alumínium hányados = 0,25
A Cl 2 = 0,9 mól / 3 mól
Cl 2 hányados = 0,3
Ezután a korlátozó reagens alumínium.
Hasonló következtetésre jutunk, ha meghatározzuk azokat a klóramólokat, amelyek a 0,5 mol alumíniummal való kombinációhoz szükségesek.
Mol Cl 2 = (0,5 mól A) x (3 mol Cl 2 /2 mól az A)
0,75 mol Cl 2
Ezután van egy felesleges a Cl 2: 0,75 mól szükséges, hogy reagáljon az alumínium, és 0,9 mol vannak jelen. Ezért van 0,15 mol Cl2 felesleg .
Megállapítható, hogy a korlátozó reagens alumínium
A reagensek tömegének kiszámítása
A reagens tömegének korlátozása:
Alumínium tömege = 0,5 mól Al x 27 g / mól
13,5 g.
Az Al atomtömege 27 g / mol.
A reagensfelesleg tömege:
0,15 mol Cl 2 maradt
Tömege feleslegben Cl 2 = 0,15 mol Cl 2 x 70 g / mol
10,5 g
- 2. példa
A következő egyenlet az ezüst-nitrát és a bárium-klorid reakcióját vizes oldatban mutatja be:
2 AgNO 3 (aq) + BaCl 2 (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO 3) 2 (aq)
E szerint a egyenletet, ha egy oldatot tartalmazó 62.4g AgNO 3 összekeverjük egy olyan oldattal, amely 53,1 g BaCI 2: a) Mi a határ-reagens? b) Hány reagens nem reagál? c) Hány gramm AgCl képződött?
Molekulatömeg:
-AgNO 3: 169,9 g / mol
-BaCl 2: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Ba (NO 3) 2: 261,9 g / mol
1. módszer
Alkalmazni 1. módszer, amely lehetővé teszi azonosítását a limitáló reagens, szükséges, hogy meghatározzuk a mól AgNO 3 és BaCI 2 jelen a reakcióban.
AgNO 3 moljai
Molekulatömeg 169,9 g / mol
Tömeg = 62,4 g
Anyagok száma = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,377 mól
BaCl 2 moljai
Molekulatömeg = 208,9 g / mol
Tömeg = 53,1 g
Anyagok száma = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 mol
A reagensek molszáma és sztöchiometrikus együtthatói közötti hányadosok meghatározása.
A AgNO 3 = 0,367 mol / 2 mol
Hányados = 0,184
A BaCI 2 = 0,254 mol / 1 mol
Hányados = 0,254
Az 1. módszer alapján az arányok lehetővé teszik az AgNO 3 azonosítását korlátozó reagensként.
A reagensfelesleg tömegének kiszámítása
A sztöchiometrikus egyensúly a reakció azt mutatja, hogy 2 mól AgNO 3 reagál 1 mól BaCI 2.
Mol BaCI 2 = (0,367 mól AgNO 3) x (1 mol BaCI 2 /2 mól AgNO 3)
0,1835 mol BaCI 2
És a BaCl 2 moljai, amelyek nem beavatkoztak a reakcióba, azaz túlzott mértékűek, a következők:
0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol
A BaCl 2 tömege meghaladja:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Összefoglaló:
Túlzott reagens: BaCl 2
Túlzott tömeg: 14,72 g
A reakcióban előállított AgCl grammjának kiszámítása
A termékek tömegének kiszámításához a számításokat a korlátozó reagens alapján végezzük.
g AgCl = (62,4 g AgNO 3) x (1 mol AgNO 3 / 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO 3) x (142,9 g / mol AgCl)
52,48 g
Irodalom
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
- Flores J. (2002). Kémia. Santillana Editorial
- Wikipedia. (2018). Korlátozó reagens: en.wikipedia.org
- Shah S. (2018. augusztus 21.). A reagensek korlátozása. Kémia LibreTexts. Helyreállítva: chem.libretexts.org
- A reagenst korlátozó sztöchiometria példák. Helyreállítva: chemteam.info
- Washingtoni Egyetem. (2005). A reagensek korlátozása. Helyreállítva: chemistry.wustl.edu
