Begrensende og overflødig reagens hvor beregnet og eksempler

2554
David Holt

De begrensende reagens Det er den som forbrukes fullstendig og bestemmer hvor mye masse av produkter som dannes i en kjemisk reaksjon; mens det overskytende reagenset er et som ikke reagerer helt etter at det begrensende reagenset er forbrukt.

I mange reaksjoner blir det sett etter et overskudd av et reagens for å sikre at alt av reagenset reagerer. Hvis A for eksempel reagerer med B for å produsere C, og det er ønskelig at A reagerer fullstendig, tilsettes et overskudd av B. Imidlertid er syntese og vitenskapelige og økonomiske kriterier det som avgjør om et overskudd av A er passende. fra B.

Chemist Chemistry Lab Research Liquid

Det begrensende reagenset bestemmer mengden produkt som kan dannes i den kjemiske reaksjonen. Derfor, hvis det er kjent hvor mye av A som reagerte, blir det umiddelbart bestemt hvor mye av C. Det ble dannet overskudd av reaktanten..

Hva om både A og B forbrukes i reaksjonen? Deretter snakker vi om en ekvimolær blanding av A og B. I praksis er det imidlertid ikke en lett oppgave å sikre at det er like mange mol eller ekvivalenter av alle reaktanter; I dette tilfellet kan en av de to, A eller B, brukes til å beregne mengden C som dannes.

Artikkelindeks

  • 1 Hvordan beregnes reagenser for begrensning og overskudd??
    • 1.1 Metode 1
    • 1.2 Metode 2
  • 2 Eksempler
    • 2.1-Eksempel 1
    • 2.2-Eksempel 2
  • 3 Referanser

Hvordan beregnes begrensende og overflødige reaktanter??

Det er mange måter å identifisere og beregne mengden av det begrensende reagenset som kan være involvert i reaksjonen. Når de er beregnet, er de andre reagensene overskudd.

En metode som gjør det mulig å identifisere hvilket som er det begrensende reagenset, basert på sammenligningen av andelen reagenser med det støkiometriske forholdet, er den som er beskrevet nedenfor.

Metode 1

En kjemisk reaksjon kan skisseres som følger:

aX + bY => cZ

Hvor X, Y og Z representerer antall mol av hver reaktant og produkt. Mens a, b og c representerer deres støkiometriske koeffisienter, som skyldes den kjemiske balansen mellom reaksjonene.

Hvis kvotienten (X / a) og kvotienten (Y / b) oppnås, er reaktanten med den lavere kvotienten den begrensende reaktanten.

Når de angitte kvotientene er beregnet, blir forholdet mellom antall mol tilstede i reaksjonen (X, Y og Z) og antall mol involvert i reaksjonen etablert, representert ved de støkiometriske koeffisientene til reaktantene (a og b ).

Derfor, jo lavere kvotienten som er angitt for et reagens, jo større er underskuddet av det reagenset for å fullføre reaksjonen; og derfor er det den begrensende reaktanten.

Eksempel

Jato(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COto(g)

3 g SiO reageresto (silisiumoksid) med 4,5 g C (karbon).

Moles av SiOto

Masse = 3 g

Molekylvekt = 60 g / mol

Antall mol SiOto = 3g / (60g / mol)

0,05 mol

Antall mol C

Masse = 4,5 g

Atomvekt = 12 g / mol

Antall mol C = 4,5 g / (12 g / mol)

0,375 mol

Kvotient mellom antall mol av reaktantene og deres støkiometriske koeffisienter:

For SiOto = 0,05 mol / 1 mol

Kvotient = 0,05

For C = 0,375 mol / 3 mol

Kvotient = 0,125

Fra sammenligningen av verdiene til kvotientene kan det konkluderes med at den begrensende reaktanten er SiOto.

Metode 2

Massen produsert av SiC beregnes fra forrige reaksjon, når 3 g SiO brukesto og når du bruker 4,5 g C

(3 g SiOto) x (1 mol SiOto/ 60 g SiOto) x (1 mol SiC / 1 mol SiOto) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 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

Så, mer SiC (silisiumkarbid) ville bli produsert hvis reaksjonen skjedde ved å konsumere alt karbon enn mengden som ble produsert ved å konsumere alt SiOto. Avslutningsvis SiOto er det begrensende reagenset, siden når alt overskudd C forbrukes, vil mer SiC bli generert.

Eksempler

-Eksempel 1

0,5 mol aluminium reageres med 0,9 mol klor (Clto) for å danne aluminiumklorid (AlCl3): Hva er den begrensende reaktanten og hva er overflødig reaktant? Beregn massen til det begrensende reagenset og overflødig reagens

2 Al (s) + 3 Clto(g) => 2 AlCl3(s)

Metode 1

Kvotientene mellom mol av reaktantene og de støkiometriske koeffisientene er:

For aluminium = 0,5 mol / 2 mol

Aluminiumkvotient = 0,25

For Clto = 0,9 mol / 3 mol

Cl kvotientto = 0,3

Da er det begrensende reagenset aluminium.

En lignende konklusjon blir nådd hvis de mol klor som kreves for å kombinere med 0,5 mol aluminium bestemmes.

Moles av Clto = (0,5 mol Al) x (3 mol Clto/ 2 mol Al)

0,75 mol Clto

Så er det et overskudd av Clto: 0,75 mol kreves for å reagere med aluminium, og 0,9 mol er til stede. Derfor er det et overskudd på 0,15 mol Clto.

Det kan konkluderes med at det begrensende reagenset er aluminium

Beregning av massene av reaktantene

Begrensende reagensmasse:

Masse av aluminium = 0,5 mol Al x 27 g / mol

13,5 g.

Atommassen til Al er 27 g / mol.

Masse av overflødig reagens:

0,15 mol Clto

Cl masseto overskudd = 0,15 mol Clto x 70 g / mol

10,5 g

-Eksempel 2

Følgende ligning representerer reaksjonen mellom sølvnitrat og bariumklorid i vandig løsning:

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

I følge denne ligningen, hvis en løsning som inneholder 62,4 g AgNO3 blandes med en løsning som inneholder 53,1 g BaClto: a) Hva er det begrensende reagenset? b) Hvor mange av hvilke reaktanter forblir ureagerte? c) Hvor mange gram AgCl ble dannet?

Molekylære vekter:

-AgNO3: 169,9 g / mol

-BaClto: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Bad3)to: 261,9 g / mol

Metode 1

For å anvende metode 1, som tillater identifikasjon av det begrensende reagenset, er det nødvendig å bestemme mol av AgNO3 og BaClto til stede i reaksjonen.

AgNO føflekker3

Molekylvekt 169,9 g / mol

Masse = 62,4 g

Antall mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mol

Moles av BaClto

Molekylvekt = 208,9 g / mol

Masse = 53,1 g

Antall mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,254 mol

Bestemmelse av kvotientene mellom antall mol av reaktantene og deres støkiometriske koeffisienter.

For AgNO3 = 0,367 mol / 2 mol

Kvotient = 0,184

For BaClto = 0,254 mol / 1 mol

Kvotient = 0,254

Basert på metode 1 tillater verdien av forholdstallene å identifisere AgNO3 som det begrensende reagenset.

Beregning av massen av overflødig reagens

Den støkiometriske balansen i reaksjonen indikerer at 2 mol AgNO3 reager med 1 mol BaClto.

Moles av BaClto= (0,367 mol AgNO3) x (1 mol BaClto/ 2 mol AgNO3)

0,1835 mol BaClto

Og føflekker BaClto  som ikke grep inn i reaksjonen, det vil si at det er overskudd er:

0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol

BaCl-masseto i overkant:

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

Gjenoppta:

Overflødig reagens: BaClto

Overflødig masse: 14,72 g

Beregning av gram AgCl produsert i reaksjonen

For å beregne massen av produktene blir beregningene gjort basert på det begrensende reagenset.

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

52,48 g

Referanser

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
  2. Flores J. (2002). Kjemi. Redaksjonell Santillana
  3. Wikipedia. (2018). Begrensende reagens: en.wikipedia.org
  4. Shah S. (21. august 2018). Begrensende reagenser. Kjemi LibreTexts. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
  5. Støkiometri Begrensende reagenseksempler. Gjenopprettet fra: chemteam.info
  6. Washington University. (2005). Begrensende reagenser. Gjenopprettet fra: chemistry.wustl.edu

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.