Који је ограничавајући реагенс и који је вишак? како се израчунава и примјери

Тхе ограничавајући реагенс је оно што се у потпуности конзумира и одређује колико се масе масе формира у хемијској реакцији; док је вишак реагенс онај који не реагује у потпуности након што се потроши ограничавајући реагенс.

У многим реакцијама се тражи вишак реагенса како би се осигурало да реагује сав реагенс који је од интереса. На пример, ако А реагује са Б да би произвео Ц, и пожељно је да А реагује у потпуности, додаје се вишак Б. Међутим, синтеза и научни и економски критеријуми су они који одлучују да ли је вишак А одговарајући. или Б.

Ограничавајући реагенс одређује количину производа који се може формирати у хемијској реакцији. Стога, ако знате колико сте реаговали са А, одмах утврдите колико је формирано од Ц. Никада вишак реагенса не открива количине формиране од производа.

И ако конзумирају и А и Б у реакцији? Тада говоримо о еквимоларној мешавини А и Б. У пракси, међутим, није лак задатак да се осигура да постоји једнак број молова или еквивалената свих реактаната; у том случају, било који од два, А или Б, може се користити за израчунавање количине формиране од Ц.

Индек

• 1 Како се израчунавају ограничавајући и вишак реагенса??
  • 1.1
  • 1.2 Метод 2
• 2 Примери
  • 2.1 - Пример 1
  • 2.2 - Пример 2
• 3 Референце

Како се израчунавају ограничавајући и вишак реагенса??

Постоји много начина да се идентификује и израчуна количина ограничавајућег реагенса који може да интервенише у реакцији. Једном израчунати, други реагенси су у сувишку.

Метод који омогућава да се идентификује који је ограничавајући реагенс, заснован на упоређивању пропорције реагенса са стехиометријским односом, је онај описан у наставку..

Метод 1

Хемијска реакција се може схематизовати на следећи начин:

аКс + бИ => цЗ

Где Кс, И и З представљају број молова сваког реагенса и производа. Док, а, б и ц представљају њихове стехиометријске коефицијенте, који су резултат хемијске равнотеже реакција.

Ако се добије квоцијент (Кс / а) и квоцијент (И / б), реагенс који има најнижи коефицијент је ограничавајући реагенс.

Када се израчунавају назначени односи, утврђује се однос између броја молова присутних у реакцији (Кс, И и З) и броја молова укључених у реакцију, представљених стехиометријским коефицијентима реактаната (а и б)..

Према томе, што је нижи коефицијент наведен за реагенс, то ће бити већи дефицит тог реагенса за завршетак реакције; и према томе, то је ограничавајући реагенс.

Пример

СиО₂(с) + 3 Ц (с) => СиЦ (с) + 2 ЦО₂(г)

Реагују се 3 г СиО₂ (силицијум оксид) са 4.5 г Ц (угљеник).

Молови СиО₂

Маса = 3 г

Молекуларна тежина = 60 г / мол

Број молова СиО₂ = 3г / (60г / мол)

0,05 мола

Број молова Ц

Маса = 4.5 г

Атомска тежина = 12 г / мол

Број молова Ц = 4.5 г / (12г / мол)

0.375 молес

Однос броја молова реактаната и њихових стехиометријских коефицијената:

За СиО₂ = 0.05 мол / 1 мол

Квоцијент = 0,05

За Ц = 0.375 мола / 3 мола

Однос = 0.125

Из поређења вредности коефицијената може се закључити да је лимитирајући реагенс СиО₂.

Метод 2

Маса произведена СиЦ је израчуната из претходне реакције када се користи 3 г СиО₂ и када користите 4.5 г Ц

(3 г СиО₂к (1 мол СиО)₂/ 60 г СиО₂) к (1 мол СиЦ / 1 мол СиО)₂) Кс (40 г СиЦ / 1 мол СиЦ) = 2 г СиЦ

(4.5 г Ц) к (3 мол Ц / 36 г Ц) к (1 мол СиЦ / 3 мол Ц) к (40 г СиЦ / 1 мол СиЦ) = 5 г СиЦ

Онда би се произвело више СиЦ (силицијум карбид) ако би се десила реакција која је трошила сав угљен који је произведена када је сав СиО потрошен₂. У закључку, СиО₂ је лимитирајући реагенс, пошто би сав вишак Ц био генерисан више СиЦ.

Примери

-Пример 1

0.5 мол алуминијума реагује са 0.9 мол хлора (Цл₂) да се формира алуминијум хлорид (АлЦл₃): Који је лимитирајући реагенс и који је реагенс вишак? Израчунајте масу лимитирајућег реагенса и вишка реагенса

2 Ат (с) + 3 Цл₂(г) => 2 АлЦл₃(с)

Метод 1

Односи између молова реактаната и стехиометријских коефицијената су:

За алуминијум = 0,5 мола / 2 мола

Однос алуминијума = 0.25

За Цл₂ = 0.9 мола / 3 мола

Цл Ратио₂ = 0.3

Затим, ограничавајући реагенс је алуминијум.

Сличан закључак је постигнут, ако се утврди молови хлора који се морају комбиновати са 0,5 мола алуминијума..

Моли Цл₂ = (0.5 мола Ал) к (3 мола Цл₂/ 2 мола Ал)

0.75 мола Цл₂

Затим постоји вишак Цл₂: Потребно је 0.75 мола да реагују са алуминијумом, а присутно је 0.9 мола. Према томе, постоји вишак од 0.15 мола Цл_2.

Може се закључити да је ограничавајући реагенс алуминијум

Прорачун маса реактаната

Маса реагенса за ограничавање:

Маса алуминијума = 0.5 мола Ал к 27 г / мол

13.5 г.

Атомска маса Ал је 27г / мол.

Маса вишка реагенса:

Оставио је 0.15 мола Цл₂

Цл Масс₂ остатак = 0.15 мол Цл₂ к 70 г / мол

10.5 г

-Пример 2

Следећа једначина представља реакцију између сребро нитрата и баријум хлорида у воденом раствору:

2 АгНО₃ (ац) + БаЦл₂ (ац) => 2 АгЦл (с) + Ба (НО₃)₂ (ац)

Према овој једначини, ако је раствор који садржи 62,4 г АгНО₃ помеша се са раствором који садржи 53.1 г БаЦл₂: а) Који је ограничавајући реагенс? б) Колико реагенса остаје нереаговано? ц) Колико грама АгЦл је формирано?

Молекуларне тежине:

-АгНО₃: 169,9 г / мол

-БаЦл₂: 208,9 г / мол

-АгЦл: 143.4 г / мол

-Ба (НО₃)₂: 261,9 г / мол

Метод 1

Да би се применио Метод 1, који омогућава идентификацију ограничавајућег реагенса, потребно је одредити молове АгНО₃ и БаЦл₂ присутни у реакцији.

Молес оф АгНО₃

Молекуларна тежина 169.9 г / мол

Маса = 62,4 г

Број молова = 62.4 г / (169.9 г / мол)

0.367 молес

Молови БаЦл₂

Молекуларна тежина = 208,9 г / мол

Маса = 53,1 г

Број молова = 53.1 г / (208.9 г / мол)

0.254 молес

Одређивање количника између броја молова реактаната и њихових стехиометријских коефицијената.

За АгНО₃ = 0.367 мола / 2 мола

Однос = 0.184

За БаЦл₂ = 0.254 мол / 1 мол

Однос = 0.254

На основу методе 1, вредност коефицијената омогућава да се идентификује АгНО₃ као ограничавајући реагенс.

Прорачун вишка маса реагенса

Стехиометријски баланс реакције указује на 2 мола АгНО₃ реагују са 1 мол БаЦл_2.

Молови БаЦл₂= (0.367 мола АгНО₃к (1 мол БаЦл₂/ 2 моли АгНО₃)

0.1835 мол БаЦл₂

И молови БаЦл₂ које нису интервенисале у реакцији, то јест, да су у вишку:

0.254 мола - 0.1835 мола = 0.0705 мола

БаЦл маса₂ вишак:

0.0705 мол к 208.9 г / мол = 14.72 г

Резиме:

Реагенс у сувишку: БаЦл₂

Вишак масе: 14.72 г

Израчунавање грама АгЦл произведених у реакцији

Да би се израчунала маса производа прорачуни су направљени на основу ограничавајућег реагенса.

г АгЦл = (62.4 г АгНО₃к (1 мол АгНО₃/ 169,9 г) к (2 мол АгЦл / 2 мол АгНО₃) к (142,9 г / мол АгЦл)

52.48 г

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. (2008). Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг.
2. Флорес Ј. (2002). Цхемистри Едиториал Сантиллана
3. Википедиа. (2018). Ограничавајући реагенс: ен.википедиа.орг
4. Шах С. (21. август 2018). Ограничавајући реагенси. Цхемистри ЛибреТектс. Преузето са: цхем.либретектс.орг
5. Примјери за реагенсе са стехиометријом. Преузето са: цхемтеам.инфо
6. Васхингтон Университи. (2005). Ограничавајући реагенси. Преузето са: цхемистри.вустл.еду