- Kuinka rajoittavat ja ylimääräiset reagenssit lasketaan?
- Menetelmä 1
- esimerkki
- Menetelmä 2
- esimerkit
- -Esimerkki 1
- Menetelmä 1
- Reagenssien massojen laskeminen
- -Esimerkki 2
- Menetelmä 1
- Ylimääräisen reagenssin massan laskeminen
- Lasketaan reaktiossa tuotetun AgCl-gramman määrä
- Viitteet
Rajoittava reagenssi on sellainen, joka on kulunut loppuun, ja määrittää kuinka paljon massa tuotteita muodostuu kemiallisen reaktion; kun taas ylimääräinen reagenssi on sellainen, joka ei reagoi kokonaan rajoittavan reagenssin kulutuksen jälkeen.
Monissa reaktioissa etsitään ylimäärä reagenssia sen varmistamiseksi, että kaikki kiinnostuksen kohteena oleva reagenssi reagoi. Esimerkiksi, jos A reagoi B: n kanssa tuottaa C: tä, ja on toivottavaa, että A reagoi täysin, lisätään ylimäärä B. B: tä kuitenkin synteesi ja tieteelliset ja taloudelliset kriteerit päättävät, onko A: n ylimäärä sopiva. tai B.
Kemisti Kemian laboratorion tutkimusneste
Rajoittava reagenssi määrää tuotteen määrän, joka voi muodostua kemiallisessa reaktiossa. Siksi, jos tiedetään, kuinka paljon A: sta reagoi, määritetään välittömästi, kuinka paljon C: tä muodostui. Ylimääräinen reagenssi ei koskaan paljasta muodostuneen tuotteen määriä.
Entä jos sekä A että B kulutetaan reaktiossa? Sitten puhumme A: n ja B: n ekvimolaarisesta seoksesta. Käytännössä ei kuitenkaan ole helppoa varmistaa, että kaikilla reagensseilla on yhtä monta moolia tai ekvivalenttia; Tässä tapauksessa jompaakumpaa näistä, A tai B, voidaan käyttää laskemaan C: n määrä.
Kuinka rajoittavat ja ylimääräiset reagenssit lasketaan?
On olemassa monia tapoja tunnistaa ja laskea rajoittava reagenssi, joka voi olla mukana reaktiossa. Laskettuaan muut reagenssit ovat yli.
Seuraavaksi kuvaillaan menetelmä, joka mahdollistaa rajoittavaan reagenssin tunnistamisen perustuen reagenssien osuuden vertailuun stökiömetriseen suhteeseen.
Menetelmä 1
Kemiallinen reaktio voidaan hahmotella seuraavasti:
aX + bY => cZ
Missä X, Y ja Z edustavat kunkin reagenssin ja tuotteen moolien lukumäärää. Samaan aikaan a, b ja c edustavat niiden stoikiometrisiä kertoimia, jotka johtuvat reaktioiden kemiallisesta tasapainosta.
Jos osamäärä (X / a) ja osamäärä (Y / b) saadaan, reagenssi, jolla on alempi osuus, on rajoittava reagenssi.
Kun osoitetut osamäärät lasketaan, reaktiossa läsnä olevien moolien lukumäärän (X, Y ja Z) ja reaktiossa mukana olevien moolien lukumäärän välinen suhde saadaan vahvistettua, jota edustavat reagenssien (a ja b) stökiometriset kertoimet.
Siksi, mitä alempi reagenssille osoitettu kerroin, sitä suurempi on tämän reagenssin vajaus reaktion loppuun saattamiseksi; ja siksi se on rajoittava reagenssi.
esimerkki
SiO 2 (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO 2 (g)
3 g SiO 2 (piioksidi) saatetaan reagoimaan 4,5 g: lla C (hiili).
SiO 2: n moolit
Massa = 3 g
Molekyylipaino = 60 g / mol
Moolimäärä SiO 2 = 3g / (60 g / mol)
0,05 moolia
C-moolien lukumäärä
Massa = 4,5 g
Atomipaino = 12 g / mol
C-moolien lukumäärä = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 moolia
Reaktanttien moolimäärän ja niiden stökiometristen kertoimien välinen jako:
Ja SiO 2 = 0,05 / 1 mol
Osamäärä = 0,05
C = 0,375 moolia / 3 moolia
Osamäärä = 0,125
Osamäärien arvojen vertailusta voidaan päätellä, että rajoittava reagenssi on SiO 2.
Menetelmä 2
Massa valmistettu SiC lasketaan edellisestä reaktiosta, kun 3 g SiO 2 käytetään ja kun 4,5 g C käytetään
(3 g SiO 2) x (1 mol 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
Joten enemmän piikarbidia (piikarbidia) tuotetaan, jos reaktio tapahtui kuluttamalla kaikki hiili kuin määrä, joka syntyy kuluttamalla koko SiO 2. Lopuksi, SiO 2 on rajoittava reagenssi, koska kun kaikki ylimääräinen C kulutetaan enemmän SiC syntyisi.
esimerkit
-Esimerkki 1
0,5 moolia alumiinia saatetaan reagoimaan 0,9 moolin Kloori (Cl 2), jolloin muodostuu alumiinikloridia (AICI 3): Mikä on rajoittava reaktantti ja mikä on ylimääräinen reaktantti? Laske rajoittavan reagenssin ja ylimääräisen reagenssin massa
2 Al (s) + 3 Cl 2 (g) => 2 AlCl 3 (s)
Menetelmä 1
Reagenssien moolien ja stökiometristen kertoimien väliset osamäärät ovat:
Alumiinille = 0,5 moolia / 2 moolia
Alumiinimäärä = 0,25
Cl: 2 = 0,9 mol / 3 mol
Cl 2 osamäärä = 0,3
Sitten rajoittava reagenssi on alumiini.
Samanlainen johtopäätös tehdään, jos kloorimoolit, jotka tarvitaan yhdistämään 0,5 moolia alumiinia, määritetään.
Moolia CI 2 = (0,5 moolia A) x (3 moolia CI 2 /2 moolia A)
0,75 moolia CI 2
Sitten on Cl 2: n ylimäärä: 0,75 moolia vaaditaan reagoimaan alumiinin kanssa, ja 0,9 moolia on läsnä. Siksi C2: ta on yli 0,15 moolia .
Voidaan päätellä, että rajoittava reagenssi on alumiini
Reagenssien massojen laskeminen
Rajoittava reagenssimassa:
Alumiinin massa = 0,5 moolia Al x 27 g / mooli
13,5 g.
Al: n atomimassa on 27 g / mol.
Ylimääräisen reagenssin massa:
0,15 moolia Cl 2 pysyi
Massa ylimäärä CI 2 = 0,15 mol Cl 2 x 70 g / mol
10,5 g
-Esimerkki 2
Seuraava yhtälö edustaa hopeanitraatin ja bariumkloridin välistä reaktiota vesiliuoksessa:
2 AgNO 3 (aq) + BaCI 2 (aq) => 2 AgCI (s) + Ba (NO 3) 2 (aq)
Tämän yhtälön mukaisesti, jos liuosta, joka sisälsi 62,4 g AgNO 3 sekoitetaan liuos, joka sisältää 53,1 g BaCI 2: a) Mikä on rajoittava reagenssi? b) Kuinka monta reagoivasta aineesta jää reagoimatta? c) Kuinka monta grammaa AgCl: tä muodostui?
Molekyylipainot:
-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
Menetelmä 1
Soveltaa Menetelmä 1, joka mahdollistaa tunnistamisen rajoittava reagenssi, se on tarpeen määrittää moolia AgNO 3 ja BaCI 2 reaktiossa läsnä.
AgNO 3: n moolit
Molekyylipaino 169,9 g / mol
Massa = 62,4 g
Moolien lukumäärä = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,377 moolia
BaCl 2: n moolit
Molekyylipaino = 208,9 g / mol
Massa = 53,1 g
Moolien lukumäärä = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 moolia
Reagenssien moolimäärän ja niiden stökiometristen kertoimien välisten osamäärien määrittäminen.
Ja AgNO 3 = 0,367 mol / 2 mol
Osamäärä = 0,184
Ja BaCI 2 = 0,254 mol / 1 mooli
Osamäärä = 0,254
Perustuu Menetelmä 1, arvon suhde avulla voidaan määritellä AgNO 3 rajoittavana reagenssina.
Ylimääräisen reagenssin massan laskeminen
Stökiömetrinen tasapaino reaktion osoittaa, että 2 moolia AgNO 3 reagoida 1 moolin kanssa BaCI 2.
Moolia BaCI 2 = (0,367 mol AgNO 3) x (1 mol BaCI 2 /2 moolia AgNO 3)
0,1835 moolia BaCI 2
Ja mol BaCI 2 , jotka eivät puuttuneet reaktioon, toisin sanoen, jotka ovat liikaa, ovat:
0,254 moolia - 0,1835 moolia = 0,0705 moolia
Massa BaCI 2 yli:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Yhteenveto:
Ylimäärä reagenssia: BaCl 2
Ylimääräinen massa: 14,72 g
Lasketaan reaktiossa tuotetun AgCl-gramman määrä
Tuotteiden massan laskemiseksi laskelmat tehdään rajoittavan reagenssin perusteella.
g AgCl = (62,4 g hopeanitraattia 3) x (1 mol AgNO 3 / 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO 3) x (142,9 g / mol AgCI)
52,48 g
Viitteet
- Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia. (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
- Flores J. (2002). Kemia. Santillana Toimitus
- Wikipedia. (2018). Rajoittava reagenssi: en.wikipedia.org
- Shah S. (21. elokuuta 2018). Reagenssien rajoittaminen. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
- Stökiometriat, jotka rajoittavat reagenssiesimerkkejä. Palautettu osoitteesta: chemteam.info
- Washingtonin yliopisto. (2005). Reagenssien rajoittaminen. Palautettu: chemistry.wustl.edu