Milline on piirav reagent ja mis on ülemäärane? kuidas seda arvutatakse ja näiteid

The piirav reaktiiv see, mis tarbitakse täielikult ja määrab, kui palju massi toodetakse keemilises reaktsioonis; samas kui reagent on liigne, mis ei reageeri täielikult pärast piirava reaktiivi tarbimist.

Paljudes reaktsioonides püütakse üleliigne reagent tagada, et kõik huvipakkuvad reagendid reageeriksid. Näiteks, kui A reageerib B-ga, et toota C, ja on soovitav, et A reageerib täielikult, lisatakse B-liig, kuid süntees ja teaduslikud ja majanduslikud kriteeriumid on need, mis otsustavad, kas A-liig on sobiv. või B.

Piirav reaktiiv määrab kindlaks toote koguse, mida saab keemilises reaktsioonis moodustada. Seega, kui te teate, kui palju sa A-st reageerisid, otsustate kohe, kui palju C-st moodustati..

Ja kui nad tarbivad nii A kui ka B reaktsiooni? Siis räägime A ja B ekvimolaarsest segust. Praktikas ei ole siiski kerge ülesanne tagada, et kõigi reaktiivide moolide või ekvivalentide arv oleks võrdne; sellisel juhul võib C-st moodustatud koguse arvutamiseks kasutada mõlemat, A või B.

Indeks

• 1 Kuidas arvutatakse piirangud ja üleliigsed reagendid??
  • 1.1 1. meetod
  • 1.2 Meetod 2
• 2 Näited
  • 2.1 - Näide 1
  • 2.2. Näide 2
• 3 Viited

Kuidas arvutatakse piirangud ja üleliigsed reagendid??

Reaktsioonis osaleda võiva piirava reaktiivi koguse tuvastamiseks ja arvutamiseks on mitmeid viise. Kui arvutatud, on teised reagendid liigsed.

Meetod, mis võimaldab tuvastada, milline on piirav reagent, mis põhineb reaktiivide osakaalu võrdlemisel stöhhiomeetrilise suhtega, on allpool kirjeldatud.

1. meetod

Keemilist reaktsiooni võib skemaatiliselt skeemida järgmiselt:

aX + bY => cZ

Kui X, Y ja Z esindavad iga reagendi ja toote moolide arvu. Kuigi a, b ja c esindavad nende stöhhiomeetrilisi koefitsiente, mis tulenevad reaktsioonide keemilisest tasakaalust.

Kui saadakse tegur (X / a) ja jagatis (Y / b), on see reaktiiv, millel on madalaim tegur, piirav reagent.

Kui näidatud suhtarvud arvutatakse, moodustatakse reaktsioon reaktsiooni (X, Y ja Z) moolide arvu ja reaktsioonis osalevate moolide arvu vahel, mida esindavad reaktiivide (a ja b) stöhhiomeetrilised koefitsiendid..

Seega, mida madalam on reaktiivi jaoks näidatud tegur, seda suurem on reaktiivi puudujääk reaktsiooni lõpetamiseks; ja seetõttu on see piirav reagent.

Näide

SiO₂(s) + 3 C (s) => SiC (d) + 2 CO₂(g)

Reageeritakse 3 g SiO-d₂ (ränioksiid) 4,5 g C (süsinik).

SiO moolid₂

Mass = 3 g

Molekulmass = 60 g / mol

SiO moolide arv₂ = 3 g / (60 g / mol)

0,05 mooli

C moolide arv

Mass = 4,5 g

Aatomimass = 12 g / mol

Moolide arv C = 4,5 g / (12 g / mol)

0,375 mooli

Reagentide moolide arvu ja nende stöhhiomeetriliste koefitsientide vaheline suhe:

SiO jaoks₂ = 0,05 mooli / 1 mol

Kurss = 0,05

C = 0,375 mol / 3 mooli

Suhe = 0,125

Osade väärtuste võrdlemisel võib järeldada, et piiravaks reagendiks on SiO₂.

2. meetod

Massiga toodetud SiC arvutatakse eelmise reaktsiooni põhjal, kui kasutatakse 3 g SiO-d₂ ja kui kasutate 4,5 g C-d

(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 mooli SiC / 3 mooli C) x (40 g SiC / 1 mooli ränikarbiidi) = 5 g SiC

Siis saadakse rohkem ränikarbiidi (ränikarbiidi), kui reaktsioon toimuks kogu süsiniku tarbimises, kui kogus, mis saadi kogu SiO tarbimisel₂. Kokkuvõtteks, SiO₂ on piiravaks reagendiks, kuna kogu C liig oleks rohkem SiC.

Näited

-Näide 1

0,5 mooli alumiiniumi reageeritakse 0,9 mol klooriga (Cl₂), et moodustada alumiiniumkloriid (AlCl₃): Milline on piirav reaktiiv ja milline on reaktiivi üleliigne? Arvutage piirava reagendi mass ja reaktiivi liig

2 At (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCI₃s)

1. meetod

Reagentide moolide ja stöhhiomeetriliste koefitsientide suhted on järgmised:

Alumiiniumi puhul = 0,5 mooli / 2 mooli

Alumiiniumi suhe = 0,25

Cl jaoks₂ = 0,9 mooli / 3 mooli

Cl suhe₂ = 0,3

Seejärel on piiravaks reagendiks alumiinium.

Sarnane järeldus on tehtud, kui määratakse kindlaks kloori moolid, mida tuleb ühendada 0,5 mooli alumiiniumiga.

Moolid Cl₂ = (0,5 mooli Al) x (3 mooli Cl₂/ 2 mooli Al)

0,75 mooli Cl₂

Siis on liigne Cl₂: Alumiiniumiga reageerimiseks on vaja 0,75 mooli ja seal on 0,9 mooli. Seega on 0,15 mooli Cl_2.

Võib järeldada, et piirav reaktiiv on alumiinium

Reagentide masside arvutamine

Piirava reaktiivi mass:

Alumiiniummass = 0,5 mooli Al x 27 g / mol

13,5 g.

Aatomi mass on 27 g / mol.

Reagenti liia mass:

See jättis 0,15 mooli Cl₂

Cl Mass₂ jääk = 0,15 mooli Cl₂ x 70 g / mol

10,5 g

-Näide 2

Järgmine võrrand esindab hõbenitraadi ja baariumkloriidi vahelist reaktsiooni vesilahuses:

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

Selle võrrandi kohaselt, kui lahus sisaldab 62,4 g AgNO-d₃ segatakse lahusega, mis sisaldab 53,1 g BaCl₂: a) Mis on piirav reaktiiv? b) Kui palju reaktiive ei reageeri? c) Mitu grammi AgCl moodustati?

Molekulmassid:

-AgNO₃169,9 g / mol

-BaCl₂208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO₃)₂: 261,9 g / mol

1. meetod

Meetodi 1 rakendamiseks, mis võimaldab piirava reaktiivi identifitseerimist, on vaja määrata AgNO moolid₃ ja BaCl₂ reaktsioonis.

AgNO moolid₃

Molekulmass 169,9 g / mol

Mass = 62,4 g

Moolide arv = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mooli

Moolid BaCl₂

Molekulmass = 208,9 g / mol

Mass = 53,1 g

Moolide arv = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,244 mooli

Reagentide moolide arvu ja nende stöhhiomeetriliste koefitsientide vaheliste osakaalude määramine.

AgNO jaoks₃ = 0,367 mooli / 2 mooli

Suhe = 0,184

BaCl jaoks₂ = 0,244 mooli / 1 mol

Suhe = 0,254

Meetodi 1 alusel võimaldab jagajate väärtus määrata AgNO₃ piirava reagendina.

Reagendi liigse massi arvutamine

Reaktsiooni stöhhiomeetriline tasakaal näitab, et 2 mooli AgNO₃ reageerida 1 mooli BaCl-ga_2.

Moolid BaCl₂= (0,367 mooli AgNO₃) x (1 mol BaCl₂/ 2 mooli AgNO₃)

0,1835 mooli BaCl₂

Ja BaCl moolid₂ mis ei reageerinud, st et nad on üleliigsed:

0,354 mooli - 0,1835 mooli = 0,0705 mooli

BaCl mass₂ ülejääk:

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

Kokkuvõte:

Reagent liigses koguses: BaCl₂

Ülejäänud mass: 14,72 g

Reaktsioonis toodetud AgCl grammide arvutamine

Toodete massi arvutamiseks tehakse arvutused piirava reaktiivi põhjal.

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

Viited

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Keemia (8. väljaanne). KESKMINE Õppimine.
2. Flores J. (2002). Keemia Toimetus Santillana
3. Wikipedia. (2018). Piirreagent: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21. august 2018). Reagentide piiramine. Keemia LibreTexts. Välja otsitud andmebaasist: chem.libretexts.org
5. Stöhhiomeetria piiravad reaktiivi näited. Välja otsitud andmebaasist: chemteam.info
6. Washingtoni ülikool. (2005). Reagentide piiramine. Välja otsitud andmebaasist: chemistry.wustl.edu