Rajoittava ja liiallinen reagenssi

Mitkä ovat rajoittava ja liiallinen reagenssi?

Kemiallisessa reaktiossa Rajoittaa reagenssia Se kulutetaan kokonaan ja määrittää, kuinka paljon tuotteita se on muodostettu. Hän ylimääräinen reagenssi Se ei reagoi kokonaan rajoittavan reagenssin kulutuksen jälkeen ja jätetty.

Monissa reagensseissa on ylimääräinen reagenssi varmistaakseen, että koko kiinnostuksen kohteena oleva reagenssi reagoi.

Esimerkiksi, jos A reagoi B: n kanssa C: n tuottamiseksi, ja sitä halutaan reagoida kokonaan, lisätään ylimääräinen B. Synteesi sekä tieteelliset ja taloudelliset kriteerit ovat kuitenkin ne, jotka päättävät, onko ylimääräinen A tai B kätevä.

Rajoittava reagenssi määrittää tuotteen määrän, joka voidaan muodostaa kemiallisessa reaktiossa. Siksi, jos tiedetään kuinka paljon se reagoi A: sta, määritetään heti, kuinka paljon se muodostettiin C: stä. Ylimääräinen reagenssi ei koskaan paljasta tuotteen muodostamia määriä.

Kun kulutetaan molemmat ja B reaktiossa, niin puhetaan A- ja B: n ekvivalmisista seoksesta.

Käytännössä ei kuitenkaan ole helppo tehtävä varmistaa, että kaikkien reagenssien moolia tai vastaavia on yhtä suuri määrä tai vastaavia. Tässä tapauksessa joko kahdesta, a tai b, voidaan käyttää C: n muodostuneen määrän laskemiseen.

Kuinka rajoittavat ja liialliset reagenssit lasketaan?

On monia tapoja tunnistaa ja laskea rajoittavan reagenssin määrä, joka voi puuttua reaktioon. Laskettuaan muut reagenssit ovat liikaa.

Menetelmä, joka mahdollistaa jäljempänä kuvailun rajoittavan reagenssin tunnistamisen ja perustuu reagenssien osuuden vertailuun stökiometrisen suhteen kanssa.

Menetelmä 1

Kemiallinen reaktio voi kaataa seuraavasti:

kirves +by => cz

Missä x, y y z edustavat kunkin reagenssin ja tuotteen moolien lukumäärää. Samaan aikaan A, B ja C edustavat niiden stökiometrisiä kertoimia, jotka johtuvat reaktioiden kemiallisesta tasapainosta.

Voi palvella sinua: mikä on lämmön mekaaninen vastine?

Jos saadaan osamäärä (x/a) ja osamäärä (y/b), reagenssi, jolla on vähiten jakaminen, on rajoittava reagenssi.

Kun osoitettujen osien lasketaan, reaktiossa (x, y y z) ja mukana olevien moolien lukumäärän välinen suhde, jota edustavat reagenssien stoikiometriset kertoimet (A ja B), välinen suhde (A ja B).

Siksi, mitä alempi jakaminen osoitettiin reagenssille, sitä suurempi kyseisen reagenssin alijäämä reaktion päättämiseksi. Ja siksi se on rajoittava reagenssi.

Esimerkki

Sitoa₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g SIO: ta reagoivat₂ (piisoksidi) 4,5 g: lla C (hiili).

SIO -moolit₂

Massa = 3 g

Molekyylipaino = 60 g/mol

SIO -moolien lukumäärä₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 moolia

MO: n lukumäärä

Massa = 4,5 g

Atomipaino = 12 g/mol

Molien lukumäärä C = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 moolia

Suhde reagenssien moolien lukumäärän ja niiden stökiömetristen kertoimien välillä:

SIO: lle₂ = 0,05 moolia / 1 mol

Osamäärä = 0,05

C = 0,375 moolia / 3 moolia

Osamäärä = 0,125

Osamääräarvojen vertailusta voidaan päätellä, että rajoittava reagenssi on SIO₂.

Menetelmä 2

Aikaisempi reaktio lasketaan SIC: n tuottaman massan, kun käytetään 3 g SIO: ta₂ ja kun käytetään 4,5 g c: tä

(3 g sialia₂) X (1 mol sio₂/60 g SiO₂) X (1 mol sic/1 mol sio₂) x (40 g sic/ 1 mol) = 2 g siciä

(4,5 g c) x (3 mol c/ 36 g c) x (1 mol sic/ 3 mol C) x (40 g sic/ 1 molia) = 5 g siciä

Sitten enemmän SIC (piikarbidi) tapahtuisi, jos reaktio tapahtuu kaiken hiilen kuluttaessa kuin koko SIO: n kuluessa tuotettu määrä₂. Yhteenvetona voidaan todeta, että SIO₂ Se on rajoittava reagenssi, koska kun kaikki C: n ylimääräinen kului enemmän sic.

Voi palvella sinua: vuokraa halogeenuros: ominaisuudet, hankkiminen, esimerkkejä

Esimerkit

Esimerkki 1

0,5 moolia alumiinia, joissa on 0,9 moolia klooria, reagoivat (Cl₂) Alumiinikloridin muodostamiseksi (ALCL₃): Mikä on rajoittava reagenssi ja mikä on ylimääräinen reagenssi? Laske rajoittavan reagenssin massa ja ylimääräinen reagenssi

2 - (s) +3 Cl₂(g) => 2 Alcl₃(S)

Menetelmä 1

Reagenssien moolien ja stökiometristen kertoimien väliset osuudet ovat:

Alumiinille = 0,5 moolia/2 moolia

Alumiini -osuus = 0,25

CL: lle₂ = 0,9 moolia/3 moolia

CL: n asiakas₂ = 0,3

Sitten rajoittava reagenssi on alumiini.

Samanlainen johtopäätös on saavutettu, jos kloorin moolit, jotka vaaditaan yhdistymään alumiinin 0,5 mooliin, määritetään.

Cl: n moolit₂ = (0,5 moolia Al) x (3 moolia Cl₂/2 Moolia Al)

0,75 moolia cl₂

Sitten on ylimääräinen cl₂: 0,75 moolia vaaditaan reagoimaan alumiinin kanssa, ja 0,9 moolia on läsnä. Siksi CL: tä on yli 0,15 moolia_2.

Voidaan päätellä, että rajoittava reagenssi on alumiini.

Reagenssimassaen laskenta

Reagenssimassan rajoittaminen:

Alumiinimassa = 0,5 moolia al x 27 g/mol

13,5 g.

A: n atomimassa on 27 g/mol.

Ylimääräinen reagenssimassa:

0,15 moolia cl₂

Cl -massa₂ Vasen₂ x 70 g/mol

10,5 g

Esimerkki 2

Seuraava yhtälö edustaa hopea -nitraatin ja bariumkloridin välistä reaktiota vesiliuoksessa:

2 Agno₃ (AC) +BACL₂ (ac) => 2 agcl (s) +ba (ei₃-A₂ (AC)

Tämän yhtälön mukaan jos liuos, joka sisältää 62,4 g Agnoa₃ Se sekoittuu liuokseen, joka sisältää 53,1 g BACL: ta₂: a) Mikä on rajoittava reagenssi?, b) kuinka monta reagenssista he eivät reagoi?, c) Kuinka monta grammaa AgCl: ta muodostettiin?

Voi palvella sinua: natriumborohydridi (NABH4): rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset

Molekyylipainot:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AgCl: 143,4 g/mol

-Kylpyhuone₃-A₂: 261,9 g/mol

Menetelmä 1

Menetelmän 1 soveltamiseksi, joka mahdollistaa rajoittavan reagenssin tunnistamisen, Agnon moolit on välttämätöntä määrittää₃ ja bacl₂ läsnä reaktiossa.

Agno₃

Molekyylipaino = 169,9 g/mol

Massa = 62,4 g

Moolien lukumäärä = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0,367 moolia

BACL: n moolit₂

Molekyylipaino = 208,9 g/mol

Massa = 53,1 g

Moolien lukumäärä = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 moolia

Reagenssien moolien lukumäärän ja niiden stökiometristen kertoimien välillä jakojen määrittäminen.

Agno₃ = 0,367 moolia / 2 moolia

Osamäärä = 0,184

BACL: lle₂ = 0,254 moolia / 1 mol

Osamäärä = 0,254

Menetelmän 1 perusteella jakojen arvo mahdollistaa Agnon tunnistamisen₃ Kuten rajoittava reagenssi.

Ylimääräisen reagenssin massan laskeminen

Reaktion stoikiometrinen tasapaino osoittaa, että 2 moolia Agnoa₃ reagoi 1 moolin kanssa BACL: n kanssa_2.

BACL: n moolit₂= (0,367 moolia Agnoa₃) X (1 mol bacl₂/ 2 moolia Agno₃-A

0,1835 moolia BACL: ää₂

Ja BACL: n moolit₂  Se ei puuttunut reaktioon, ts. Ne ovat ylimääräisiä: ovat:

0,254 moolia - 0,1835 moolia = 0,0705 moolia

BACL -massa₂ liiassa määrin:

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

Yhteenveto:

Ylimääräinen reagenssi: BACL₂

Ylimääräinen massa: 14,72 g

Reaktiossa tuotettujen AGCL: n grammien laskeminen

Tuotteiden massan laskemiseksi laskelmat tehdään rajoittavan reagenssin perusteella.

G agcl = (62,4 g agnoa₃) X (1 mol agno₃/169,9 g) x (2 mol agcl/2 mol agno₃) X (142,9 g/mol agcl)

52,48 g

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia (8.ª Ed.-A. Cengage -oppiminen.
2. Kukkia j. Kemia. Santillana -toimitus