Mi a korlátozó reagens és a felesleges? hogyan számítják ki és példák

az korlátozó reagens az az, ami teljesen elfogy, és meghatározza, hogy a vegyi reakcióban mennyi terméket képeznek; míg a reagens feleslege az, amely nem reagál teljesen a korlátozó reagens elfogyasztása után.

Számos reakcióban egy reagens feleslegét keresjük annak biztosítása érdekében, hogy az összes érdekes reagens reagáljon. Például, ha A reagál a B-vel, hogy előállítsa a C-t, és kívánatos, hogy az A teljes mértékben reagáljon, akkor hozzáadunk egy B-t, de a szintézis, valamint a tudományos és gazdasági kritériumok azok, amelyek eldöntik, hogy megfelelő-e az A-t. vagy a B.

A korlátozó reagens meghatározza a kémiai reakcióban keletkező termék mennyiségét. Ezért, ha tudod, hogy mennyit reagáltál az A-ról, akkor azonnal meghatározzuk, hogy mennyi volt C-ből. Soha a felesleges reagens nem tárja fel a termékből képzett mennyiségeket.

És ha mind a B, mind a B-et fogyasztják a reakcióban? Ezután az A és B ekvimoláris keverékéről beszélünk. A gyakorlatban azonban nem könnyű feladat annak biztosítása, hogy az összes reagens azonos mennyiségű mólja vagy ekvivalense legyen; ebben az esetben a kettő közül az A vagy B használható a C-ből képzett mennyiség kiszámítására.

index

• 1 Hogyan számítják ki a korlátozó és a felesleges reagenseket??
  • 1.1 1. módszer
  • 1.2 2. módszer
• 2 Példák
  • 2.1 - 1. példa
  • 2.2 - 2. példa
• 3 Referenciák

Hogyan számítják ki a korlátozó és a felesleges reagenseket??

Számos módon lehet azonosítani és kiszámítani a korlátozó reagens mennyiségét, amely beavatkozhat a reakcióba. A kiszámítás után a többi reagens felesleges.

Az a módszer, amely lehetővé teszi, hogy azonosítsuk, melyik a korlátozó reagens, a reagensek sztöchiometrikus arányú arányának összehasonlítása alapján az alábbiakban ismertetett.

1. módszer

A kémiai reakciót a következő módon lehet vázlatosan ábrázolni:

aX + bY => cZ

Ahol X, Y és Z jelentése az egyes reagensek és termékek móljainak száma. Míg az a, b és c a sztöchiometriai együtthatókat képviseli, ami a reakciók kémiai egyensúlyából származik.

Ha a hányadost (X / a) és a hányadost (Y / b) kapjuk, akkor a legkisebb hányadosú reagens a korlátozó reagens..

Amikor a jelzett arányokat kiszámítjuk, a reakcióban jelenlévő mólok száma (X, Y és Z) és a reakcióban részt vevő mólok száma közötti összefüggést, amely a reagensek (a és b) sztöchiometriai együtthatóit képviseli..

Ezért minél alacsonyabb a reagensre megadott hányados, annál nagyobb lesz a reagens hiánya a reakció befejezéséhez; és ezért a korlátozó reagens.

példa

SiO₂(s) + 3 C (s) => SiC + 2 CO₂(G)

3 g SiO-t reagáltatunk₂ (szilícium-oxid) 4,5 g C-vel (szén).

Mól SiO₂

Tömeg = 3 g

Molekulatömeg: 60 g / mol

A SiO móljainak száma₂ = 3 g / (60 g / mol)

0,05 mol

C mólok száma

Tömeg = 4,5 g

Atomtömeg = 12 g / mol

Mólmennyiség C = 4,5 g / (12 g / mol)

0,375 mol

A reagensek móljainak száma és a sztöchiometriai együtthatók aránya: \ t

A SiO számára₂ = 0,05 mól / 1 mol

Idézet = 0,05

A C = 0,375 mol / 3 mol

Az arány = 0,125

A hányadosok értékeinek összehasonlításával megállapítható, hogy a korlátozó reagens SiO₂.

2. módszer

A tömegben előállított SiC-t az előző reakcióból számítjuk ki, amikor 3 g SiO-t használunk₂ és amikor 4,5 g C-t használ

(3 g SiO₂) x (1 mol 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 mól SiC / 3 mól C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

Ezután több szilícium-dioxidot (szilícium-karbidot) állítunk elő, ha a reakció minden olyan szenet fogyaszt, amely az összes SiO elfogyasztása során keletkezett mennyiséget₂. Összefoglalva, a SiO₂ a korlátozó reagens, mivel az összes C felesleg több SiC-t generál.

Példák

-1. példa

0,5 mól alumíniumot reagáltatunk 0,9 mól klórral (Cl₂) alumínium-klorid (AlCl) előállítására₃): Mi a korlátozó reagens és mi a reagens feleslegben? Számítsuk ki a korlátozó reagens tömegét és a felesleges reagenst

2 A (z) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCI₃(S)

1. módszer

A reagensek móljainak és a sztöchiometriai együtthatók közötti arányok a következők:

Alumínium = 0,5 mol / 2 mol

Alumínium arány = 0,25

A Cl₂ = 0,9 mol / 3 mol

Cl arány₂ = 0,3

Ezután a korlátozó reagens alumínium.

Hasonló következtetés érhető el, ha meghatározzuk a klór mólját, amelyet a 0,5 mól alumíniummal kell kombinálni.

Mól Cl₂ = (0,5 mol Al) x (3 mol Cl₂/ 2 mol Al)

0,75 mol Cl₂

Ezután feleslegben van Cl₂: 0,75 mol szükséges az alumíniummal való reakcióhoz, és 0,9 mol van jelen. Ezért 0,15 mól Cl feleslegben van_2.

Megállapítható, hogy a korlátozó reagens alumínium

A reagens tömegek kiszámítása

A korlátozó reagens tömege:

Alumínium tömeg = 0,5 mól Al x 27 g / mol

13,5 g.

Az Al atomtömeg 27 g / mol.

A reagens feleslege:

0,15 mól Cl-t hagyott₂

Cl Mass₂ maradék = 0,15 mól Cl₂ x 70 g / mol

10,5 g

-2. példa

A következő egyenlet az ezüst-nitrát és a bárium-klorid vizes oldatban való reakcióját jelenti:

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

Ezen egyenlet szerint 62,4 g AgNO-t tartalmazó oldat₃ az oldatot 53,1 g BaCl-ot tartalmazó oldattal elegyítjük₂: a) Mi a korlátozó reagens? b) Hány reagens nem reagált? c) Hány gramm AgCl képződött?

Molekulasúlyok:

-ezüst-nitrát₃169,9 g / mol

-BaCl₂208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO₃)₂261,9 g / mol

1. módszer

Az 1. módszer alkalmazásához, amely lehetővé teszi a korlátozó reagens azonosítását, meg kell határozni az AgNO móljait₃ és BaCl₂ jelen van a reakcióban.

Az AgNO mólja₃

169,9 g / mol molekulatömeg

Tömeg = 62,4 g

Mólok száma 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mol

Mól BaCl₂

Molekulatömeg = 208,9 g / mol

Tömeg = 53,1 g

Mólok száma 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,244 mol

A reaktánsok móljainak száma és sztöchiometriai együtthatók közötti hányadosok meghatározása.

Az AgNO számára₃ = 0,367 mol / 2 mol

Arány = 0,184

A BaCl esetében₂ = 0,244 mol / 1 mol

Az arány = 0,254

Az 1. módszer alapján a hányadosok értéke lehetővé teszi az AgNO azonosítását₃ korlátozó reagensként.

A felesleges reagens tömeg kiszámítása

A reakció sztöchiometrikus mérlege azt jelzi, hogy 2 mól AgNO₃ reagáljon 1 mól BaCl-dal_2.

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

0,1835 mol BaCl₂

És a BaCl móljai₂ amely nem avatkozott be a reakcióba, vagyis, hogy azok túl vannak:

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

BaCl tömeg₂ többlet:

0,0705 mól x 208,9 g / mol = 14,72 g

Összegezve:

Reagens feleslegben: BaCl₂

Tömeg: 14,72 g

A reakcióban előállított AgCl gramm számítása

A termékek tömegének kiszámításához a számításokat a korlátozó reagens alapján végzik.

g AgCl = (62,4 g AgNO₃) x (1 mol AgNO₃169,9 g) (2 mol AgCl / 2 mol AgNO)₃) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

referenciák

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Flores J. (2002). Kémia. Szerkesztői Santillana
3. Wikipedia. (2018). Korlátozó reagens: en.wikipedia.org
4. Shah S. (2018. augusztus 21.). Reagensek korlátozása. Kémia LibreTexts. Lap forrása: chem.libretexts.org
5. A sztöchiometriai korlátozó reagens példák. Lap forrása: chemteam.info
6. Washington Egyetem. (2005). Reagensek korlátozása. Lap forrása: chemistry.wustl.edu