Kas yra ribojantis reagentas ir perteklius? kaip jis apskaičiuojamas ir pavyzdžiai



The ribojantis reagentas tai, kas visiškai suvartojama ir lemia, kiek cheminės reakcijos metu susidaro gaminių masė; reagento perteklius yra tas, kuris visiškai neveikia, kai suvartoja ribojantis reagentas.

Daugelyje reakcijų siekiama per didelio reagento kiekio, kad būtų užtikrinta, jog reaguoja visi reaguojantys reagentai. Pavyzdžiui, jei A reaguoja su B, kad gautų C, ir pageidautina, kad A reaguotų visiškai, pridėta B perteklius, tačiau sintezė ir moksliniai bei ekonominiai kriterijai yra tie, kurie nusprendžia, ar A viršijimas yra tinkamas. arba B.

Ribojantis reagentas nustato produkto kiekį, kuris gali būti susidaręs cheminėje reakcijoje. Todėl, jei žinote, kiek reagavote iš A, jūs iš karto nustatote, kiek buvo suformuota iš C. Niekada reagento perteklius neatskleidžia produktų, susidarančių.

Ir jei jie vartoja A ir B reakciją? Tada kalbame apie ekvimolinį A ir B mišinį. Tačiau praktikoje nėra lengva užduotis užtikrinti, kad visų reagentų kiekis būtų vienodas. tokiu atveju, apskaičiuojant C formą, galima naudoti vieną iš dviejų, A arba B.

Indeksas

  • 1 Kaip apskaičiuojami ribiniai ir pertekliniai reagentai??
    • 1.1 1 metodas
    • 1.2 2 metodas
  • 2 Pavyzdžiai
    • 2.1 - 1 pavyzdys
    • 2.2 - 2 pavyzdys
  • 3 Nuorodos

Kaip apskaičiuojami ribiniai ir pertekliniai reagentai??

Yra daug būdų nustatyti ir apskaičiuoti ribojančio reagento kiekį, kuris gali įsikišti į reakciją. Apskaičiavus, kiti reagentai yra viršyti.

Metodas, leidžiantis nustatyti, kuris yra ribojantis reagentas, remiantis reagentų santykio su stechiometriniu santykiu palyginimu, yra aprašytas toliau.

1 metodas

Cheminę reakciją galima schematizuoti taip:

aX + bY => cZ

Kai X, Y ir Z reiškia kiekvieno reagento ir produkto molių skaičių. Nors a, b ir c atitinka jų stechiometrinius koeficientus, atsirandančius dėl cheminės reakcijos pusiausvyros.

Jei gaunamas koeficientas (X / a) ir koeficientas (Y / b), tas reagentas, kurio koeficientas yra mažiausias, yra ribojantis reagentas.

Apskaičiuojant rodomus santykius, nustatomas santykis tarp reakcijoje esančių molių skaičiaus (X, Y ir Z) ir reakcijoje dalyvaujančių molių skaičiaus, kurį sudaro reagentų (a ir b) stechiometriniai koeficientai..

Todėl kuo mažesnis yra reagentui nurodytas koeficientas, tuo didesnė bus šio reagento deficitas reakcijai užbaigti; todėl jis yra ribojantis reagentas.

Pavyzdys

SiO2(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO2(g)

Reaguoja 3 g SiO2 (silicio oksidas) su 4,5 g C (anglies).

SiO moliai2

Masė = 3 g

Molekulinė masė = 60 g / mol

SiO molių skaičius2 = 3g / (60 g / mol)

0,05 mol

C molių skaičius

Masė = 4,5 g

Atominė masė = 12 g / mol

C = 4,5 g / (12 g / mol) molų skaičius

0,375 moliai

Reagentų molių skaičiaus ir jų stechiometrinių koeficientų santykis:

SiO2 = 0,05 mol / 1 mol

Skaičius = 0,05

C = 0,375 mol / 3 mol

Santykis = 0,125

Palyginus koeficientų vertes, galima daryti išvadą, kad ribojantis reagentas yra SiO2.

2 metodas

Masė pagamintas SiC apskaičiuojamas pagal ankstesnę reakciją, kai naudojamas 3 g SiO2 ir kai naudojate 4,5 g C

(3 g SiO2) x (1 molio SiO)2/ 60 g SiO2) x (1 mol SiC / 1 mol SiO)2) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 2 g SiC

(4,5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 molis SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

Tada daugiau SiC (silicio karbido) susidarytų, jei reakcija suvartotų visą anglies kiekį, kuris susidarė, kai visas SiO suvartojamas2. Apibendrinant, SiO2 yra ribojantis reagentas, nes visas C perteklius būtų sukurtas daugiau SiC.

Pavyzdžiai

-1 pavyzdys

0,5 mol aliuminio reaguojama su 0,9 molio chloru (Cl2) sudaryti aliuminio chloridą (AlCl3): Kas yra ribojantis reagentas ir koks yra reagentas perteklius? Apskaičiuokite ribojančio reagento masę ir reagento perteklių

2 Atviroje padėtyje + 3 Cl2(g) => 2 AlCl3(-ai)

1 metodas

Reagentų molių ir stechiometrinių koeficientų santykiai yra:

Aliuminio = 0,5 molio / 2 molio

Aliuminio santykis = 0,25

Dėl Cl2 = 0,9 mol / 3 mol

Cl santykis2 = 0,3

Tada ribojantis reagentas yra aliuminis.

Panaši išvada padaryta, jei nustatoma chloro moliai, kuriuos reikia derinti su 0,5 molio aliuminio.

Molo Cl2 = (0,5 molai Al) x (3 molai Cl2/ 2 molai Al)

0,75 molio Cl2

Tada yra perteklius Cl2: 0,75 molio reikia reaguoti su aliuminiu, o 0,3 molio. Todėl yra 0,15 molio Cl2.

Galima daryti išvadą, kad ribojantis reagentas yra aliuminis

Reagentų masių apskaičiavimas

Ribojančio reagento masė:

Aliuminio masė = 0,5 molio Al x 27 g / mol

13,5 g.

Al atominė masė yra 27 g / mol.

Reagento pertekliaus masė:

Jis paliko 0,15 molio Cl2

Cl masė2 likutis = 0,15 mol. Cl2 x 70 g / mol

10,5 g

-2 pavyzdys

Ši lygtis reiškia sidabro nitrato ir bario chlorido reakciją vandeniniame tirpale:

2 AgNO3 (ac) + BaCl2 (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)2 (ac)

Pagal šią lygtį, jei tirpalas turi 62,4 g AgNO3 maišomas su tirpalu, kuriame yra 53,1 g BaCl2: a) Kas yra ribojantis reagentas? b) Kiek reagentų lieka nereaguoti? c) Kiek gramų AgCl susidarė?

Molekuliniai svoriai:

-AgNO3169,9 g / mol

-BaCl2: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO3)2261,9 g / mol

1 metodas

Siekiant taikyti 1 metodą, kuris leidžia nustatyti ribojantį reagentą, būtina nustatyti AgNO molius3 ir BaCl2 reakcijoje.

AgNO molai3

Molekulinė masė 169,9 g / mol

Masė = 62,4 g

Molių skaičius = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 molai

BaCl2

Molekulinė masė = 208,9 g / mol

Masė = 53,1 g

Molių skaičius = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,244 mol

Reagentų molių skaičiaus ir jų stechiometrinių koeficientų koeficientų nustatymas.

AgNO3 = 0,367 mol / 2 mol

Santykis = 0,184

BaCl2 = 0,244 mol / 1 mol

Santykis = 0.254

Remiantis 1 metodu, koeficientų vertė leidžia identifikuoti AgNO3 kaip ribojantis reagentas.

Reagento pertekliaus masės apskaičiavimas

Reakcijos stechiometrinė pusiausvyra rodo, kad 2 moliai AgNO3 reaguoja su 1 moliu BaCl2.

BaCl2= (0,367 moliai AgNO3) x (1 mol BaCl2/ 2 moliai AgNO3)

0,1835 molų BaCl2

Ir BaCl molai2 kurie įstojo į reakciją, ty kad jie yra viršijami:

0,354 molio - 0,1835 molio = 0,0705 mol

BaCl masė2 viršija:

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

Santrauka:

Reagentas viršija: BaCl2

Masė viršija: 14,72 g

Reakcijoje susidariusių AgCl gramų apskaičiavimas

Norėdami apskaičiuoti produktų masę, skaičiavimai atliekami remiantis ribojamuoju reagentu.

g AgCl = (62,4 g AgNO3) x (1 mol AgNO3/ 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO)3) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

Nuorodos

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemija (8-asis red.). Mokymosi mokymas.
  2. Flores J. (2002). Chemija Redakcija Santillana
  3. Vikipedija. (2018). Ribojantis reagentas: en.wikipedia.org
  4. Shah S. (2018 m. Rugpjūčio 21 d.). Reagentų ribojimas. Chemija LibreTexts. Gauta iš: chem.libretexts.org
  5. Stichiometrijos ribojančio reagento pavyzdžiai. Gauta iš: chemteam.info
  6. Vašingtono universitetas. (2005). Reagentų ribojimas. Gauta iš: chemistry.wustl.edu