- Kaip apskaičiuojamos ribinės ir perteklinės reagentai?
- 1 metodas
- Pavyzdys
- 2 metodas
- Pavyzdžiai
- - 1 pavyzdys
- 1 metodas
- Reaktyviųjų medžiagų masės apskaičiavimas
- - 2 pavyzdys
- 1 metodas
- Reagento pertekliaus masės apskaičiavimas
- Reakcijos metu pagaminto AgCl gramų apskaičiavimas
- Nuorodos
Apriboti reagentas yra vienas, kad yra visiškai panaudota ir nustato, kiek masė produktai yra suformuota per cheminę reakciją; o perteklinis reagentas yra tas, kuris visiškai nereaguoja suvartojęs ribojantį reagentą.
Įvairių reakcijų metu ieškoma reagento pertekliaus, kad būtų užtikrintas, jog visas dominantis reagentas reaguoja. Pavyzdžiui, jei A reaguoja su B ir sukuria C, ir pageidautina, kad A visiškai sureaguotų, pridedamas perteklius B. Tačiau sintezė ir moksliniai bei ekonominiai kriterijai lemia, ar A perteklius yra tinkamas. arba B.
Chemijos chemijos laboratorijos tyrimų skystis
Ribojantis reagentas nustato produkto kiekį, kuris gali būti suformuotas vykstant cheminei reakcijai. Todėl, jei žinoma, kiek reagavo A, iš karto nustatoma, kiek susidarė C. Reagento perteklius niekada neatskleidžia susidariusio produkto kiekio.
Ką daryti, jei reakcijoje sunaudojami ir A, ir B? Tada mes kalbame apie ekvimolinį A ir B mišinį. Tačiau praktiškai nėra lengva užduotis įsitikinti, kad visų reagentų yra lygus molių arba ekvivalentų skaičius; Tokiu atveju C kiekiui apskaičiuoti galima naudoti abu iš jų - A arba B.
Kaip apskaičiuojamos ribinės ir perteklinės reagentai?
Yra daug būdų, kaip nustatyti ir apskaičiuoti ribojančio reagento, kuris gali būti susijęs su reakcija, kiekį. Apskaičiavus, kitų reagentų perteklius.
Žemiau aprašytas metodas, leidžiantis nustatyti, kuris yra ribojantis reagentas, remiantis reagentų ir stechiometrinio santykio santykiu palyginimu.
1 metodas
Cheminę reakciją galima apibūdinti taip:
aX + bY => cZ
Kur X, Y ir Z žymi kiekvieno reagento ir produkto molių skaičių. Tuo tarpu a, b ir c žymi jų stechiometrinius koeficientus, atsirandančius dėl cheminės reakcijų pusiausvyros.
Jei gaunamas koeficientas (X / a) ir koeficientas (Y / b), reagentas, kurio mažesnis koeficientas, yra ribojantis reagentas.
Kai apskaičiuojami nurodyti santykiai, nustatomas santykis tarp reakcijoje esančių molių skaičiaus (X, Y ir Z) ir reakcijoje dalyvaujančių molių skaičiaus, pavaizduotų reagentų stechiometriniais koeficientais (a ir b).
Todėl, kuo mažesnis reagento koeficientas, tuo didesnis to reagento deficitas reakcijai užbaigti; todėl jis yra ribojantis reagentas.
Pavyzdys
SiO 2 (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO 2 (g)
3 g SiO 2 (silicio oksido) reaguoja su 4,5 g C (anglies).
SiO 2 moliai
Masė = 3 g
Molekulinė masė = 60 g / mol
SiO 2 molių skaičius = 3 g / (60 g / mol)
0,05 apgamai
C molių skaičius
Masė = 4,5 g
Atominis svoris = 12 g / mol
C molekulių skaičius = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 apgamai
Reagentų molių skaičiaus ir jų stechiometrinių koeficientų santykis:
Už SiO 2 = 0,05 mol / mol 1
Koeficientas = 0,05
C = 0,375 / 3 mol
Koeficientas = 0,125
Palyginus koeficientų vertes, galima daryti išvadą, kad ribojantis reagentas yra SiO 2 .
2 metodas
Ankstesniame reakcijos, masė gaminami iš SiC yra apskaičiuojamas, kai 3 g SiO 2 yra naudojami ir, kai yra naudojamas 4,5 g C
(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
Taigi, daugiau silicio dioksido (silicio karbido) būtų pagaminta, jei reakcija įvyktų sunaudojant visą anglį, nei tas, kuris susidaro sunaudojant visą SiO 2 . Apibendrinant galima pasakyti , kad SiO 2 yra ribojantis reagentas, nes sunaudojant visą C perteklių susidarys daugiau SiC.
Pavyzdžiai
- 1 pavyzdys
0,5 molio aliuminio reaguoja su 0,9 molio chloro (Cl 2 ), kad susidarytų aliuminio chloridas (AlCl 3 ): Kas yra ribojantis reagentas ir koks reagentų perteklius? Apskaičiuokite ribojančiojo reagento ir reagento pertekliaus masę
2 Al (-ai) + 3 Cl 2 (g) => 2 AlCl 3 (-ai)
1 metodas
Reaktyviųjų medžiagų molių ir stechiometrinių koeficientų santykiai yra šie:
Aliuminiui = 0,5 mol / 2 mol
Aliuminio koeficientas = 0,25
Cl 2 = 0,9 mol / mol> 3
Cl 2 koeficientas = 0,3
Tada ribojantis reagentas yra aliuminis.
Panaši išvada padaryta, jei nustatomi chloro moliai, reikalingi sujungti su 0,5 molio aliuminio.
Molių Cl 2 = (0,5 moliui A) X (3 molių Cl 2 /2 molių A)
0,75 molių Cl 2
Tada yra Cl perteklius 2 : 0,75 molių privalo reaguoti su aliuminio, ir 0,9 apgamai yra. Todėl Cl2 yra 0,15 molio perteklius .
Galima daryti išvadą, kad ribojantis reagentas yra aliuminis
Reaktyviųjų medžiagų masės apskaičiavimas
Ribinė reagento masė:
Aliuminio masė = 0,5 mol Al / 27 g / mol
13,5 g.
Al atominė masė yra 27 g / mol.
Reagento pertekliaus masė:
0.15 molių Cl 2 išliko
Masė perteklius Cl 2 = 0,15 molių Cl 2 x 70 g / mol
10,5 g
- 2 pavyzdys
Ši lygtis parodo reakciją tarp sidabro nitrato ir bario chlorido vandeniniame tirpale:
2 AgNO 3 (aq) + BaCl 2 (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO 3 ) 2 (aq)
Pagal šį lygtį, jei tirpalas, kuriame yra 62.4g iš AgNO 3 yra sumaišomas su tirpalu, turinčiu 53,1 g BaCl 2 : a) Kas ribojantis reagentas? b) Kiek reaguojančių asmenų nereaguoja? c) Kiek gramų AgCl susidarė?
Molekuliniai svoriai:
-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 metodas
Taikyti 1 metodą, kuris leidžia suvaržančiosios reagentu identifikavimą, būtina nustato AgNO apgamai 3 ir BaCl 2 šio reakcijoje.
AgNO 3 moliai
Molekulinė masė 169,9 g / mol
Masė = 62,4 g
Apgamų skaičius = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 apgamai
BaCl 2 moliai
Molekulinė masė = 208,9 g / mol
Masė = 53,1 g
Apgamų skaičius = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 apgamai
Reagentų molių skaičiaus ir jų stechiometrinių koeficientų koeficientų nustatymas.
AgNO 3 = 0,367 mol / 2 mol
Koeficientas = 0,184
Už BaCl 2 = 0,254 mol / 1 moliui
Koeficientas = 0,254
Remiantis 1 metodu, santykio vertės leidžia nustatyti AgNO 3 kaip ribojantį reagentą.
Reagento pertekliaus masės apskaičiavimas
Stechiometrinis balansas reakcijos rodo, kad 2 molių AgNO 3 reaguoja su 1 moliui BaCl 2.
Molių BaCl 2 = (0.367 molių AgNO 3 ) x (1 mol BaCl 2 /2 molių AgNO 3 )
0.1835 molių BaCl 2
O BaCl 2 , kurie nesikišo į reakciją, tai yra, perteklius, yra šie:
0,254 apgamai - 0,1835 apgamai = 0,0705 apgamai
BaCl 2 masė viršija:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Santrauka:
Perteklinis reagentas: BaCl 2
Perteklinė masė: 14,72 g
Reakcijos metu pagaminto AgCl gramų apskaičiavimas
Norint apskaičiuoti gaminių masę, skaičiavimai atliekami remiantis ribojančiu reagentu.
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
Nuorodos
- Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija. (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
- Flores J. (2002). Chemija. „Santillana“ redakcija
- Vikipedija. (2018 m.). Ribinis reagentas: en.wikipedia.org
- Šahas S. (2018 m. Rugpjūčio 21 d.). Ribotini reagentai. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
- Stechiometrija, ribojanti reagentų pavyzdžius. Atkurta iš: chemteam.info
- Vašingtono universitetas. (2005). Ribotini reagentai. Atgauta iš: chemija.wustl.edu