Obmedzujúce a nadmerné činidlo

Aké sú obmedzujúce a nadmerné činidlo?

V chemickej reakcii Obmedzenie činidla Je to ten, ktorý sa úplne konzumuje a určuje, koľko množstva výrobkov sa vytvára. On prebytočné činidlo Je to ten, ktorý po konzumácii obmedzujúceho činidla nereaguje úplne a zostane.

Pri mnohých reakciách existuje prebytok činidla, ktorý zabezpečí, že celé činidlo záujmu reaguje.

Napríklad, ak reaguje s B na výrobu C a je potrebné úplne reagovať, pridá sa prebytok B. Syntéza a vedecké a ekonomické kritériá sú však tie, ktoré sa rozhodujú, či je prebytok A alebo B pohodlný.

Obmedzené činidlo určuje množstvo produktu, ktoré sa môže vytvoriť v chemickej reakcii. Preto, ak je známe, koľko reagovalo z A, okamžite sa určí, koľko sa vytvorilo z C. Prebytočné činidlo nikdy neodhaľuje množstvá vytvorené produktom.

Keď sa v reakcii konzumuje a B, potom sa hovorí o rovnovážnej zmesi A a B.

V praxi však nie je ľahké zabezpečiť, aby existoval rovnaký počet mólov alebo ekvivalentov všetkých reagencií. V tomto prípade sa môže buď z týchto dvoch, A alebo B, použiť na výpočet množstva vytvoreného z C.

Ako sa vypočítavajú obmedzujúce a nadmerné činidlá?

Existuje mnoho spôsobov, ako identifikovať a vypočítať množstvo obmedzujúceho činidla, ktoré môže zasiahnuť do reakcie. Po vypočítaní sú ostatné činidlá nadmerne.

Metóda, ktorá umožňuje identifikáciu toho, čo je limitné činidlo opísané nižšie, a je založená na porovnaní podielu činidiel so stechiometrickým vzťahom.

Spôsob 1

Chemická reakcia môže schematizovať takto:

Ax +by => Cz

Kde x, y y z predstavuje počet mólov každého činidla a produktu. Medzitým A, B a C predstavujú ich stechiometrické koeficienty, ktoré sú výsledkom chemickej rovnováhy reakcií.

Môže vám slúžiť: aký je mechanický ekvivalent tepla?

Ak sa získa kvocient (x/a) a kvocient (y/b), že činidlo, ktoré má najmenší kvocient, je obmedzujúce činidlo.

Keď sa vypočítajú uvedené kvocienty, je stanovený vzťah medzi počtom mólov prítomných v reakcii (x, y y z) a počtom príslušných mólov, ktoré predstavujú stechiometrické koeficienty reagencií (A a B).

Preto čím nižšie je kvocient označený pre činidlo, tým väčší je deficit tohto činidla na záver reakcie. A preto je to obmedzujúce činidlo.

Príklad

SIO₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g SIO sú reagované₂ (oxid kremíka) s 4,5 g C (uhlík).

Móly SIO₂

Hmotnosť = 3 g

Molekulová hmotnosť = 60 g/mol

Počet mólov SIO₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 molov

Počet MO

Hmotnosť = 4,5 g

Atómová hmotnosť = 12 g/mol

Počet mólov C = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 mólov

Pomer medzi počtom mólov reagencií a ich stechiometrickými koeficientmi:

Pre SIO₂ = 0,05 mol / 1 mol

Kvocient = 0,05

Pre C = 0,375 mólov / 3 mólov

Kvocient = 0,125

Z porovnania kvocientových hodnôt možno dospieť k záveru, že obmedzujúce činidlo je SIO₂.

Metóda 2

Predchádzajúca reakcia sa vypočítava, hmotnosť vyrobená z SIC, keď sa použije 3 g SIO₂ a keď sa používa 4,5 g z 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

Potom by sa vyskytlo viac SiC (karbid kremíka), ak dôjde k reakcii, ktorá spotrebúva všetok uhlík, ako je množstvo vyrobené pri konzumácii celého SIO₂. Na záver, SIO₂ Je to obmedzujúce činidlo, pretože keď sa všetok prebytok C konzumoval viac SIC.

Môže vám slúžiť: Prenajmite si halogenuros: vlastnosti, získanie, príklady

Príklady

Príklad 1

Reaguje sa 0,5 mólov hliníka s 0,9 mólom chlóru (Cl₂) Na vytvorenie chloridu hliníka (ALCL₃): Aké je obmedzujúce činidlo a aké je prebytočné činidlo? Vypočítajte hmotnosť obmedzujúceho činidla a prebytočné činidlo

2 až (s) +3 cl₂(g) => 2 ALCL₃(S)

Spôsob 1

Kvocienty medzi krtkami reagencií a stechiometrickými koeficientmi sú:

Pre hliník = 0,5 mol/2 móly

Hliníkový kvocient = 0,25

Za cl₂ = 0,9 mol/3 móly

Klient CL₂ = 0,3

Potom je obmedzujúce činidlo hliník.

Podobný záver sa dosahuje, ak sa stanovia móly chlóru, ktoré sú potrebné na kombináciu s 0,5 molmi hliníka.

Móly Cl₂ = (0,5 molov Al) x (3 móly Cl₂/2 móly Al)

0,75 mólov Cl₂

Potom je tu prebytok CL₂: 0,75 mólov je potrebných na reagovanie s hliníkom a sú prítomné 0,9 mólov. Preto existuje prebytok 0,15 molov CL_2.

Dá sa dospieť k záveru, že obmedzujúce činidlo je hliník.

Výpočet hmotností činidiel

Obmedzenie hmoty činidla:

Hliníková hmotnosť = 0,5 molu Al x 27 g/mol

13,5 g.

Atómová hmotnosť A je 27 g/mol.

Prebytočná reagenčná hmota:

0,15 mólov Cl₂

Cl hmota₂ Vľavo₂ x 70 g/mol

10,5 g

Príklad 2

Nasledujúca rovnica predstavuje reakciu medzi dusičnanom striebra a chloridom bária vo vodnom roztoku:

2 agno₃ (ac) +bacl₂ (ac) => 2 agcl (s) +ba (no₃)₂ (Ac)

Podľa tejto rovnice, ak roztok obsahujúci 62,4 g AgNO₃ Zmieša sa s roztokom obsahujúcim 53,1 g BACL₂: a) Aké je obmedzujúce činidlo?, b) Koľko z toho, aké činidlá nereagujú?, c) Koľko gramov AGCL bolo vytvorených?

Môže vám slúžiť: Borohydrid sodný (NABH4): Štruktúra, vlastnosti, použitia

Molekulové hmotnosti:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AGCL: 143,4 g/mol

-Kúpeľňa₃)₂: 261,9 g/mol

Spôsob 1

Na použitie metódy 1, ktorá umožňuje identifikáciu obmedzujúceho činidla, je potrebné určiť móly Agno₃ a bacl₂ prítomný v reakcii.

Moly Agno₃

Molekulová hmotnosť = 169,9 g/mol

Hmotnosť = 62,4 g

Počet mólov = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0,367 mólov

Móly BACL₂

Molekulová hmotnosť = 208,9 g/mol

Hmotnosť = 53,1 g

Počet mólov = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 mólov

Stanovenie kvocientov medzi počtom mólov reagencií a ich stechiometrickými koeficientmi.

Pre Agno₃ = 0,367 mol / 2 móly

Kvocient = 0,184

Pre bacl₂ = 0,254 mol / 1 mol

Kvocient = 0,254

Na základe metódy 1 hodnota kvocientov umožňuje identifikáciu AGNO₃ Rovnako ako obmedzujúce činidlo.

Výpočet nadmernej hmoty činidla

Stoichiometrická rovnováha reakcie naznačuje, že 2 móly Agno₃ reagujte s 1 mol BACL_2.

Móly BACL₂= (0,367 mólov Agno₃) X (1 mol bacl₂/ 2 móly Agno₃)

0,1835 mólov BACL₂

A móly bacl₂  To nezasiahlo do reakcie, to znamená, že sú v nadbytku:

0,254 molov - 0,1835 mólov = 0,0705 mólov

Hmota bacl₂ nadmerne:

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

Zhrnutie:

Prebytočné činidlo: bacl₂

Prebytočná hmota: 14,72 g

Výpočet gramov AGCL produkovaných v reakcii

Na výpočet hmotnosti výrobkov sa výpočty vykonávajú na základe obmedzujúceho činidla.

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

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chémia (8.ª Ed.). Učenie sa.
2. Kvety j. Chémia. Redakcia Santillana