Koji je ograničavajući reagens i koji je višak? kako se izračunava i primjere

ograničavajući reagens je ono što se u potpunosti konzumira i određuje koliko se mase mase stvara u kemijskoj reakciji; dok je višak reagensa onaj koji ne reagira u potpunosti nakon što se potroši ograničavajući reagens.

U mnogim reakcijama se traži višak reagensa kako bi se osiguralo da reagira sav reagens od interesa. Primjerice, ako A reagira s B kako bi proizveo C, a poželjno je da A reagira u potpunosti, dodaje se višak B. Međutim, sinteza i znanstveni i ekonomski kriteriji su oni koji odlučuju je li višak A prikladan. ili B.

Ograničavajući reagens određuje količinu produkta koji se može formirati u kemijskoj reakciji. Stoga, ako znate koliko ste reagirali od A, odmah utvrdite koliko je nastalo od C. Nikad višak reagensa ne otkriva količine nastale iz proizvoda..

I ako konzumiraju i A i B u reakciji? Tada govorimo o ekvimolarnoj smjesi A i B. U praksi, međutim, nije lagan zadatak osigurati da postoji jednak broj molova ili ekvivalenata svih reaktanata; u tom slučaju, bilo koji od dva, A ili B, može se koristiti za izračunavanje količine formirane od C.

indeks

• 1 Kako se izračunavaju ograničavajući i višak reagensa??
  • 1.1
  • 1.2
• 2 Primjeri
  • 2.1 - Primjer 1
  • 2.2 - Primjer 2
• 3 Reference

Kako se izračunavaju ograničavajući i višak reagensa??

Postoji mnogo načina za identifikaciju i izračunavanje količine ograničavajućeg reagensa koji može intervenirati u reakciji. Jednom izračunati, drugi reagensi su u suvišku.

Metoda koja omogućuje da se odredi koji je ograničavajući reagens, na temelju usporedbe udjela reagensa sa stehiometrijskim omjerom, je onaj opisan u nastavku.

Metoda 1

Kemijska reakcija može se shematizirati na sljedeći način:

aX + bY => cZ

Tamo gdje X, Y i Z predstavljaju broj molova svakog reagensa i produkta. Dok, a, b i c predstavljaju njihove stehiometrijske koeficijente, koji su rezultat kemijske ravnoteže reakcija.

Ako se dobije kvocijent (X / a) i kvocijent (Y / b), reagens koji ima najmanji koeficijent ograničavajući je reagens.

Kada su izračunati navedeni omjeri, uspostavlja se odnos između broja prisutnih molova u reakciji (X, Y i Z) i broja molova uključenih u reakciju, predstavljenih stehiometrijskim koeficijentima reaktanata (a i b)..

Stoga, što je niži kvocijent naveden za reagens, to će biti veći deficit tog reagensa za završetak reakcije; i stoga je ograničavajući reagens.

primjer

SiO₂(s) + 3C (s) => SiC (s) + 2CO₂(G)

Reagira se 3 g SiO₂ (silicijev oksid) s 4,5 g C (ugljik).

Molovi SiO₂

Masa = 3 g

Molekulska masa = 60 g / mol

Broj molova SiO₂ = 3 g / (60 g / mol)

0,05 mola

Broj mola C

Masa = 4,5 g

Atomska masa = 12 g / mol

Broj mola C = 4,5 g / (12 g / mol)

0,375 mola

Odnos broja molova reaktanata i njihovih stehiometrijskih koeficijenata:

Za SiO₂ = 0.05 mola / 1 mol

Koeficijent = 0,05

Za C = 0.375 mola / 3 mola

Omjer = 0,125

Iz usporedbe vrijednosti količnika može se zaključiti da je limitirajući reagens SiO₂.

Metoda 2

Masa proizvedena SiC je izračunata iz prethodne reakcije kada se koristi 3 g SiO₂ i kada koristite 4.5 g C

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

Tada bi se proizvelo više SiC (silicijev karbid) ako bi došlo do reakcije koja je trošila sav ugljik koji je proizvedena kada je potrošen sav SiO₂. U zaključku, SiO₂ je ograničavajući reagens, budući da bi sav višak C bio generiran više SiC.

Primjeri

-Primjer 1

0,5 mola aluminija reagira s 0,9 molom klora (Cl₂za dobivanje aluminijevog klorida (AlCl₃): Koji je granični reagens i koji je reagens višak? Izračunajte masu reagensa za ograničavanje i višak reagensa

2 At (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(S)

Metoda 1

Odnosi između molova reaktanata i stehiometrijskih koeficijenata su:

Za aluminij = 0,5 mola / 2 mola

Omjer aluminija = 0,25

Za Cl₂ = 0.9 mola / 3 mola

Omjer Cl₂ = 0.3

Zatim je reagens za ograničavanje aluminij.

Sličan zaključak je postignut, ako se odredi mol klor koji se mora kombinirati s 0,5 mola aluminija..

Moli Cl₂ = 0.5 mola Al) x (3 mola Cl₂/ 2 mola Al)

0,75 mola Cl₂

Zatim postoji višak Cl₂: 0.75 mola je potrebno reagirati s aluminijem, a prisutno je 0.9 mola. Prema tome, postoji suvišak od 0,15 mola Cl_2.

Može se zaključiti da je granični reagens aluminij

Izračunavanje mase reaktanata

Masa ograničavajućeg reagensa:

Masa aluminija = 0.5 mola Al x 27 g / mol

13,5 g.

Atomska masa Al je 27 g / mol.

Masa viška reagensa:

Ostavio je 0,15 mola Cl₂

Cl masa₂ ostatak = 0.15 mola Cl₂ x 70 g / mol

10,5 g

-Primjer 2

Sljedeća jednadžba predstavlja reakciju između srebrnog nitrata i barijevog klorida u vodenoj otopini:

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

Prema ovoj jednadžbi, ako je otopina koja sadrži 62,4 g AgNO₃ Pomiješa se s otopinom koja sadrži 53,1 g BaCl₂: a) Koji je ograničavajući reagens? b) Koliko reagensa ostaje nereagirano? c) Koliko grama AgCl je nastalo?

Molekularne težine:

-Agno₃Talište: 169,9 g / mol

-BaC₂Talište: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO₃)₂Talište: 261,9 g / mol

Metoda 1

Za primjenu metode 1, koja omogućuje identifikaciju ograničavajućeg reagensa, potrebno je odrediti molove AgNO₃ i BaCl₂ prisutne u reakciji.

Molovi AgNO₃

Molekulska masa 169,9 g / mol

Masa = 62,4 g

Broj mola = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mola

Molovi BaCl₂

Molekulska masa = 208,9 g / mol

Masa = 53,1 g

Broj mola = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,254 mola

Određivanje količnika između broja molova reaktanata i njihovih stehiometrijskih koeficijenata.

Za AgNO₃ = 0.367 mola / 2 mola

Omjer = 0.184

Za BaCl₂ = 0.254 mola / 1 mol

Omjer = 0,254

Na temelju metode 1, vrijednost količnika omogućuje identificiranje AgNO-a₃ kao ograničavajući reagens.

Izračunavanje suvišne mase reagensa

Stehiometrijska ravnoteža reakcije ukazuje na 2 mola AgNO₃ reagiraju s 1 molom BaCl_2.

Molovi BaCl₂= 0.367 mola AgNO₃x (1 mol BaCl₂/ 2 mola AgNO₃)

0,1835 mola BaCl₂

I molove BaCl₂ koji nisu intervenirali u reakciji, to jest, da su u višku:

0,254 mola - 0,1835 mola = 0,0705 mola

Masa BaCl₂ višak:

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

sažetak:

Reagens u suvišku: BaCl₂

Višak mase: 14.72 g

Izračunavanje grama AgCl proizvedenih u reakciji

Da bi se izračunala masa proizvoda, izračuni se temelje na ograničavajućem reagensu.

g AgCl = (62,4 g AgNO₃x (1 mol AgNO₃/ 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO₃) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Učenje.
2. Flores J. (2002). Kemija. Uvodnik Santillana
3. Wikipedia. (2018.). Ograničavajući reagens: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21. kolovoza 2018.). Ograničavajući reagensi. Kemija LibreTexts. Preuzeto s: chem.libretexts.org
5. Primjeri limitirajućih reagensa za stehiometriju. Preuzeto s: chemteam.info
6. Sveučilište Washington. (2005). Ograničavajući reagensi. Preuzeto s: chemistry.wustl.edu