Begrensende og overdreven reagens

Hva er det begrensende og overdreven reagens?

I en kjemisk reaksjon, Begrensende reagens Det er en som konsumeres fullstendig og avgjør hvor mye masse produkter det dannes. Han Overskytende reagens Det er den som ikke reagerer helt etter at det begrensende reagenset er blitt konsumert og overstått.

I mange reaksjoner er det et overskudd av et reagens for å sikre at hele reagens av interesse reagerer.

For eksempel, hvis a reagerer med B for å produsere C, og det er ønsket å reagere fullstendig, tilsettes et overskudd av B. Syntese og vitenskapelige og økonomiske kriterier er imidlertid de som bestemmer om et overskudd av A eller B er praktisk.

Det begrensende reagenset bestemmer mengden produkt som kan dannes i den kjemiske reaksjonen. Derfor, hvis det er kjent hvor mye det reagerte fra A, bestemmes det umiddelbart hvor mye det ble dannet fra C. Overskuddsreagenset avslører aldri mengdene som er dannet av produktet.

Når det konsumeres både og B i reaksjonen, er det snakk om en ekvimolar blanding av A og B.

I praksis er det imidlertid ikke en lett oppgave å sikre at det er like mange føflekker eller ekvivalenter av alle reagenser. I dette tilfellet kan en av de to, A eller B, brukes til å beregne mengden dannet av C.

Hvordan beregnes de begrensende og overdreven reagensene?

Det er mange måter å identifisere og beregne mengden begrensende reagens som kan gripe inn i reaksjonen. Når de er beregnet, er de andre reagensene for mye.

En metode som gjør det mulig å identifisere hva det begrensende reagenset er beskrevet nedenfor, og er basert på sammenligningen av andelen reagenser med det støkiometriske forholdet.

Metode 1

En kjemisk reaksjon kan skjematisere som følger:

øks +av => cz

Hvor x, y y z representerer antall mol av hvert reagens og produkt. I mellomtiden representerer A, B og C deres støkiometriske koeffisienter, som følge av den kjemiske reaksjonsbalansen.

Kan tjene deg: Hva er den mekaniske ekvivalenten til varme?

Hvis kvotienten (x/a) og kvotienten (y/b) oppnås, er det reagenset som har minst kvotient det begrensende reagenset.

Når de indikerte kvotientene beregnes, blir forholdet mellom antall føflekker som er til stede i reaksjonen (x, y y z) og antall involverte føflekker, representert av de støkiometriske koeffisientene til reagensene (A og B) etablert.

Derfor, jo lavere kvotienten som er angitt for et reagens, jo større er underskuddet av reagenset for å konkludere reaksjonen. Og derfor er det det begrensende reagenset.

Eksempel

Sio₂(S) +3 C (S) => Sic (S) +2 CO₂ (G)

3 g sio reagerte₂ (silisiumoksid) med 4,5 g C (karbon).

Mol Sio₂

Masse = 3 g

Molekylvekt = 60 g/mol

Antall mol sio₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 føflekker

Antall mo

Masse = 4,5 g

Atomvekt = 12 g/mol

Antall mol c = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 føflekker

Forholdet mellom antall mol av reagensene og deres støkiometriske koeffisienter:

For sio₂ = 0,05 mol / 1 mol

Kvotient = 0,05

For C = 0,375 mol / 3 mol

Kvotient = 0.125

Fra sammenligningen av kvotientverdiene kan det konkluderes med at det begrensende reagenset er SIO₂.

Metode 2

Den forrige reaksjonen beregnes massen som produseres av SIC, når 3 g SIO brukes₂ og når 4,5 g C brukes

(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

Da ville mer SIC (silisiumkarbid) oppstå hvis reaksjonen oppstår som konsumerer alt karbon enn mengden som produseres når hele SiO konsumeres₂. Avslutningsvis SIO₂ Det er det begrensende reagenset, siden da alt overskuddet av C ble konsumert mer SIC.

Kan tjene deg: leie halogenuros: egenskaper, innhenting, eksempler

Eksempler

Eksempel 1

0,5 mol aluminium med 0,9 mol klor reagerte (CL₂) For å danne aluminiumklorid (ALCL₃): Hva er det begrensende reagenset og hva er overflødig reagens? Beregn massen til det begrensende reagenset og overflødig reagens

2 til (S) +3 CL₂(g) => 2 alcl₃(S)

Metode 1

Kvotientene mellom molene til reagensene og de støkiometriske koeffisientene er:

For aluminium = 0,5 mol/2 mol

Aluminiumskvotient = 0,25

For CL₂ = 0,9 føflekker/3 mol

Klient til CL₂ = 0.3

Deretter er det begrensende reagenset aluminium.

En lignende konklusjon oppnås, hvis molene med klor som kreves for å kombinere med 0,5 mol aluminium er bestemt.

Mol cl₂ = (0,5 mol av Al) x (3 mol CL₂/2 mol av al)

0,75 mol CL₂

Så er det et overskudd av CL₂: 0,75 føflekker er pålagt å reagere med aluminium, og 0,9 føflekker er til stede. Derfor er det et overskudd på 0,15 mol CL_2.

Det kan konkluderes med at det begrensende reagenset er aluminium.

Beregning av reagensmasser

Begrensende reagensmasse:

Aluminiumsmasse = 0,5 mol al x 27 g/mol

13,5 g.

Atommassen til A er 27 g/mol.

Overskytende reagensmasse:

0,15 mol CL₂

Cl masse₂ Venstre₂ x 70 g/mol

10,5 g

Eksempel 2

Følgende ligning representerer reaksjonen mellom sølvnitrat og bariumklorid i vandig løsning:

2 agno₃ (AC) +BACL₂ (ac) => 2 agcl (s) +ba (nei₃)₂ (AC)

I henhold til denne ligningen, hvis en løsning som inneholder 62,4 g agno₃ Den blandes med en løsning som inneholder 53,1 g BACL₂: a) Hva er det begrensende reagenset?, b) Hvor mange av det reagenset reagerer de ikke?, c) Hvor mange gram AgCl ble dannet?

Kan tjene deg: natriumborhydrid (NABH4): struktur, egenskaper, bruk

Molekylvekter:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AGCL: 143,4 g/mol

-Baderom₃)₂: 261,9 g/mol

Metode 1

For å bruke metode 1, som tillater identifisering av det begrensende reagenset, er det nødvendig å bestemme molene til Agno₃ og bacl₂ til stede i reaksjonen.

Mol Agno₃

Molekylvekt = 169,9 g/mol

Masse = 62,4 g

Antall føflekker = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0.367 føflekker

Mol bacl₂

Molekylvekt = 208,9 g/mol

Masse = 53,1 g

Antall føflekker = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0 254 føflekker

Bestemmelse av kvotienter mellom antall mol av reagensene og deres støkiometriske koeffisienter.

For agno₃ = 0,367 mol / 2 føflekker

Kvotient = 0.184

For bacl₂ = 0,254 mol / 1 mol

Kvotient = 0.254

Basert på metode 1 tillater verdien av kvotientene å identifisere AGNO₃ Som det begrensende reagenset.

Beregning av overflødig reagensmasse

Den støkiometriske balansen i reaksjonen indikerer at 2 mol agno₃ reagerer med 1 mol bacl_2.

Mol bacl₂= (0,367 mol agno₃) X (1 mol bacl₂/ 2 mol agno₃)

0.1835 mol bacl₂

Og molene av bacl₂  Det grep ikke inn i reaksjonen, det vil si at de er i overkant er:

0,254 føflekker - 0,1835 mol = 0,0705 føflekker

BACL MASS₂ i overkant:

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

Sammendrag:

Overskytende reagens: BACL₂

Overskytende masse: 14,72 g

Beregning av gramene av AgCl produsert i reaksjonen

For å beregne massen av produktene, blir beregningene gjort basert på det begrensende reagens.

G av 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

Referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi (8.ª Ed.). Cengage Learning.
2. Blomster j. Kjemi. Santillana redaksjon