Ograniczający i nadmierny odczynnik

Jaki jest ograniczony i nadmierny odczynnik?

W reakcji chemicznej, Ograniczanie odczynnika Jest to całkowicie spożywany i określa, ile masy produktów powstaje. On Nadmiar odczynnika Jest to ten, który nie reaguje całkowicie po spożyciu ograniczającego odczynnika i pozostania.

W wielu reakcjach istnieje nadmiar odczynnika, aby zapewnić, że cały interesujący odczynnik zareaguje.

Na przykład, jeśli A reaguje z B w celu wytworzenia C i pożądane jest, aby całkowicie reagować, dodaje się nadmiar B. Jednak synteza oraz kryteria naukowe i ekonomiczne to te, które decydują, czy nadmiar A lub B jest wygodny.

Ograniczający odczynnik określa ilość produktu, który można utworzyć w reakcji chemicznej. Dlatego jeśli wiadomo, ile zareagował z. Nadmiar odczynnika nigdy nie ujawnia kwot utworzonych przez produkt.

Po zużyciu zarówno reakcji, jak i B w reakcji, wówczas mówi się o równomolowej mieszaninie A i B.

W praktyce jednak nie jest łatwym zadaniem, aby upewnić się, że istnieje równa liczba moli lub równoważników wszystkich odczynników. W takim przypadku można użyć jednego z dwóch, a lub b, aby obliczyć kwotę utworzoną C.

Jak obliczane są ograniczające i nadmierne odczynniki?

Istnieje wiele sposobów identyfikacji i obliczenia ilości ograniczającego odczynnika, który może interweniować w reakcji. Po obliczeniu pozostałe odczynniki są nadmiernie.

Metoda, która umożliwia określenie, co odczynnik ograniczający jest opisany poniżej, i opiera się na porównaniu odsetka odczynników z relacją stechiometryczną.

Metoda 1

Reakcja chemiczna może schematyzować następujące:

AX +By => CZ

Gdzie x, y y z reprezentują liczbę moli każdego odczynnika i produktu. Tymczasem A, B i C reprezentują ich współczynniki stechiometryczne, wynikające z bilansu chemicznego reakcji.

Może ci służyć: jaki jest mechaniczny odpowiednik ciepła?

Jeśli uzyskano iloraz (x/a) i iloraz (y/b), ten odczynnik, który ma najmniejszy iloraz, jest odczynnikiem ograniczającym.

Po obliczaniu wskazanych ilorazów, ustanawia się związek między liczbą moli obecnych w reakcji (x, y y z) a liczbą zaangażowanych moli, reprezentowanych przez współczynniki stechiometryczne odczynników (a i b).

Dlatego im niższy iloraz wskazany dla odczynnika, tym większy deficyt tego odczynnika do zakończenia reakcji. I dlatego jest to ograniczający odczynnik.

Przykład

Sio₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 CO₂ (g)

3 g SIO reaguje się₂ (tlenek krzemowy) z 4,5 g c (węgla).

Moles of Sio₂

Masa = 3 g

Masa cząsteczkowa = 60 g/mol

Liczba moli SIO₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 moli

Liczba MO

Masa = 4,5 g

Waga atomowa = 12 g/mol

Liczba moli C = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 moli

Stosunek między liczbą moli odczynników a ich współczynnikami stechiometrycznymi:

Dla SIO₂ = 0,05 moli / 1 mol

Iloraz = 0,05

Dla C = 0,375 moli / 3 moli

Iloraz = 0,125

Na podstawie porównania wartości ilorazowych można stwierdzić, że ograniczającym odczynnikiem jest SIO₂.

Metoda 2

Poprzednia reakcja jest obliczana masa wytwarzana przez SIC, gdy stosuje się 3 g SIO₂ a gdy używa się 4,5 g c

(3 g sio₂) X (1 mol sio₂/60 g SIO₂) X (1 mol sic/1 mol siO₂) 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

Następnie więcej SIC (węglik krzemowy) wystąpiłby, gdyby reakcja zachodzi zużywając cały węgiel niż ilość wytwarzana podczas spożywania całego SIO₂. Podsumowując, SIO₂ Jest to odczynnik ograniczający, ponieważ kiedy cały nadmiar C został pochłonięty bardziej sic.

Może ci służyć: wynajem halogenurus: właściwości, uzyskiwanie przykładów

Przykłady

Przykład 1

Reakcja 0,5 moli aluminium o 0,9 mole chloru (Cl₂) W celu utworzenia chlorku aluminiowego (ALCL₃): Co to jest odczynnik ograniczający i jaki jest nadmiar odczynnika? Oblicz masę ograniczającego odczynnika i nadmiar odczynnika

2 do (S) +3 Cl₂(g) => 2 ALCL₃(S)

Metoda 1

Iloraz między mole odczynników i współczynników stechiometrycznych to:

Dla aluminium = 0,5 moli/2 moli

Iloraz aluminiowy = 0,25

Dla CL₂ = 0,9 mole/3 mole

Klient CL₂ = 0,3

Następnie ograniczający odczynnik to aluminium.

Podobny wniosek jest wyciągany, jeśli określa się mole chloru, które są wymagane do połączenia z 0,5 mole aluminium.

Mole Cl₂ = (0,5 mole Al) x (3 mole Cl₂/2 mole Al)

0,75 moli Cl₂

Potem jest nadmiar CL₂: 0,75 moli jest wymaganych do reakcji z aluminium, a 0,9 moli występuje. Dlatego istnieje nadmiar 0,15 moli Cl_2.

Można stwierdzić, że ograniczającym odczynnikiem jest aluminium.

Obliczanie mas odczynników

Ograniczanie masy odczynników:

Masa glinu = 0,5 mole Al x 27 g/mol

13,5 g.

Masa atomowa A wynosi 27 g/mol.

Nadmiar odczynnika:

0,15 moli Cl₂

Cl Mass₂ Lewy₂ x 70 g/mol

10,5 g

Przykład 2

Poniższe równanie reprezentuje reakcję między azotanem srebra a chlorkiem baru w roztworze wodnym:

2 Agno₃ (AC) +BACL₂ (AC) => 2 Agcl (s) +BA (nie₃)₂ (AC)

Zgodnie z tym równaniem, jeśli rozwiązanie zawierające 62,4 g AgNO₃ Miesza z roztworem zawierającym 53,1 g BACL₂: a) Jaki jest ograniczający odczynnik?, b) Ile z tego odczynnika nie reagują?, c) Ile gramów AGCL powstało?

Może ci służyć: borobilowodorek sodu (NABH4): struktura, właściwości, zastosowania

Waga cząsteczkowa:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AGCL: 143,4 g/mol

-Łazienka₃)₂: 261,9 g/mol

Metoda 1

Aby zastosować metodę 1, która umożliwia identyfikację ograniczającego odczynnika, konieczne jest określenie moli Agno₃ i Bacl₂ obecny w reakcji.

Mole Agno₃

Masa cząsteczkowa = 169,9 g/mol

Masa = 62,4 g

Liczba moli = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0,367 moli

Mole Bacl₂

Masa cząsteczkowa = 208,9 g/mol

Masa = 53,1 g

Liczba moli = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 moli

Określenie iloraz między liczbą moli odczynników i ich współczynników stechiometrycznych.

Dla Agno₃ = 0,367 moli / 2 moli

Iloraz = 0,184

Dla bakl₂ = 0,254 mole / 1 mol

Iloraz = 0,254

Na podstawie metody 1 wartość ilorazu umożliwia identyfikację AGNO₃ Jak ograniczający odczynnik.

Obliczanie nadmiaru odczynnika

Bilans stechiometryczny reakcji wskazuje, że 2 mole Agno₃ reaguj z 1 mol Bacl_2.

Mole Bacl₂= (0,367 moli Agno₃) X (1 mol bacl₂/ 2 mole Agno₃)

0,1835 moli BACL₂

I mole BACL₂  To nie interweniowało w reakcji, to znaczy są w nadmiarze:

0,254 moli - 0,1835 moli = 0,0705 moli

Masa BACL₂ w nadmiarze:

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

Streszczenie:

Nadmiar odczynnika: BACL₂

Nadmierna masa: 14,72 g

Obliczanie gramów AgCl wytwarzanych w reakcji

Aby obliczyć masę produktów, obliczenia są dokonywane na podstawie ograniczającego odczynnika.

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

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. Chemia (8.ª ed.). Cengage Learning.
2. Kwiaty j. Chemia. Santillana Editorial