Begränsande och överdrivet reagens

Vad är det begränsande och överdrivna reagenset?

I en kemisk reaktion, Begränsande reagens Det är en som konsumeras fullständigt och avgör hur mycket massa produkter den bildas. han överskottsreagens Det är den som inte reagerar helt efter att det begränsande reagenset har konsumerats och kvar.

I många reaktioner finns det ett överskott av ett reagens för att säkerställa att hela reagenset reagerar.

Till exempel, om A reagerar med B för att producera C, och det är önskvärt att reagera helt, läggs ett överskott av B till. Syntes och vetenskapliga och ekonomiska kriterier är emellertid de som bestämmer om ett överskott av A eller B är bekvämt.

Det begränsande reagenset bestämmer mängden produkt som kan bildas i den kemiska reaktionen. Därför, om det är känt hur mycket det reagerade från A, bestäms det omedelbart hur mycket det bildades från C. Överskottet av reagenset avslöjar aldrig de belopp som bildas av produkten.

När det konsumeras både och B i reaktionen är det prat om en ekvimolär blandning av A och B.

I praktiken är det emellertid inte en lätt uppgift att se till att det finns lika många mol eller ekvivalenter av alla reagens. I detta fall kan någon av de två, A eller B, användas för att beräkna mängden som bildas av C.

Hur beräknas de begränsande och överdrivna reagensen?

Det finns många sätt att identifiera och beräkna mängden begränsande reagens som kan ingripa i reaktionen. När de har beräknats är de andra reagensen överdrivet.

En metod som gör det möjligt att identifiera vad det begränsande reagenset beskrivs nedan och baseras på jämförelsen av andelen reagens med det stökiometriska förhållandet.

Metod 1

En kemisk reaktion kan schematisera enligt följande:

Ax +av => cz

Där x, y y z representerar antalet mol för varje reagens och produkt. Samtidigt representerar A, B och C sina stökiometriska koefficienter, till följd av reaktionsbalansen.

Kan tjäna dig: vad är den mekaniska motsvarigheten till värme?

Om kvoten (x/a) och kvoten (y/b) erhålls, är det reagenset som har den minsta kvoten det begränsande reagenset.

När de angivna kvoterna beräknas, är förhållandet mellan antalet mol som finns i reaktionen (x, y y) och antalet involverade mol, representerade av de stökiometriska koefficienterna för reagensen (a och b).

Därför, ju lägre kvoten som anges för ett reagens, desto större är underskottet för det reagenset för att avsluta reaktionen. Och därför är det det begränsande reagenset.

Exempel

Sio₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g SIO reageras₂ (kiseloxid) med 4,5 g C (kol).

Mullvad med sio₂

Massa = 3 g

Molekylvikt = 60 g/mol

Antal mol SIO₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 mol

Antal mo

Massa = 4,5 g

Atomvikt = 12 g/mol

Antal mol C = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 mol

Förhållandet mellan antalet mol av reagensen och deras stökiometriska koefficienter:

För SIO₂ = 0,05 mol / 1 mol

Kvot = 0,05

För C = 0,375 mol / 3 mol

Kvot = 0,125

Från jämförelsen av kvotvärdena kan man dra slutsatsen att det begränsande reagenset är SIO₂.

Metod 2

Den tidigare reaktionen beräknas massan som produceras av SIC, när 3 g SIO används₂ och när 4,5 g C används

(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

Sedan skulle mer Sic (kiselkarbid) inträffa om reaktionen inträffar som konsumerar allt kol än den producerade mängden när hela SIO konsumeras₂. Sammanfattningsvis sio₂ Det är det begränsande reagenset, eftersom när allt överskottet av C konsumeras mer SIC.

Kan tjäna dig: hyra halogenuros: fastigheter, erhålla, exempel

Exempel

Exempel 1

0,5 mol aluminium med 0,9 mol klor reageras (Cl₂) Att bilda aluminiumklorid (ALCL₃): Vad är det begränsande reagenset och vad är det överskottsreagenset? Beräkna massan på det begränsande reagenset och överskottsreagenset

2 till (s) +3 cl₂(g) => 2 alcl₃(S)

Metod 1

Kvoten mellan reagensmullvullarna och de stökiometriska koefficienterna är:

För aluminium = 0,5 mol/2 mol

Aluminiumkvoten = 0,25

För cl₂ = 0,9 mol/3 mol

Klienten till CL₂ = 0,3

Sedan är det begränsande reagenset aluminium.

En liknande slutsats uppnås, om klormullarna som krävs för att kombinera med 0,5 mol aluminium bestäms.

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

0,75 mol CL₂

Sedan finns det ett överskott av CL₂: 0,75 mol krävs för att reagera med aluminium och 0,9 mol finns. Därför finns det ett överskott på 0,15 mol CL_2.

Det kan dras slutsatsen att det begränsande reagenset är aluminium.

Beräkning av reagensmassor

Begränsande reagensmassa:

Aluminiummassa = 0,5 mol Al x 27 g/mol

13,5 g.

Atommassan är 27 g/mol.

Överskott av reagensmassa:

0,15 mol CL₂

Cl -massa₂ Vänster₂ x 70 g/mol

10,5 g

Exempel 2

Följande ekvation representerar reaktionen mellan silvernitrat och bariumklorid i vattenlösning:

2 agno₃ (ac) +bacl₂ (AC) => 2 AGCL (S) +BA (Nej₃)₂ (Ac)

Enligt denna ekvation, om en lösning som innehåller 62,4 g Agno₃ Den blandas med en lösning som innehåller 53,1 g BACL₂: a) Vad är det begränsande reagenset?, b) Hur många av det reagenset reagerar de inte?, c) Hur många gram AGCL bildades?

Kan tjäna dig: Natriumborohydrid (NABH4): Struktur, egenskaper, användningar

Molekylvikter:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AGCL: 143,4 g/mol

-Badrum₃)₂: 261,9 g/mol

Metod 1

För att tillämpa metod 1, som tillåter identifiering av det begränsande reagenset, är det nödvändigt att bestämma AGNOs mol₃ och bacl₂ närvarande i reaktionen.

Mullvad med agno₃

Molekylvikt = 169,9 g/mol

Massa = 62,4 g

Antal mol = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0,367 mol

Mullvad med BACL₂

Molekylvikt = 208,9 g/mol

Massa = 53,1 g

Antal mol = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 mol

Bestämning av kvoter mellan antalet mol av reagensen och deras stökiometriska koefficienter.

För AGNO₃ = 0,367 mol / 2 mol

Kvot = 0,184

För BACL₂ = 0,254 mol / 1 mol

Kvot = 0,254

Baserat på metod 1 tillåter värdet på kvoterna att identifiera AGNO₃ Som det begränsande reagenset.

Beräkning av överskott av reagensmassa

Den stökiometriska balansen i reaktionen indikerar att 2 mol Agno₃ reagera med 1 mol BACL_2.

Mullvad med BACL₂= (0,367 mol Agno₃) X (1 mol BACL₂/ 2 mol Agno₃)

0,1835 mol BACL₂

Och Bacls mol₂  Det ingick inte i reaktionen, det vill säga de är i överskott är:

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

BACL -massa₂ i överskott:

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

Sammanfattning:

Överskott av reagens: BACL₂

Överskottsmassa: 14,72 g

Beräkning av gram från AGCL producerade i reaktionen

För att beräkna massa på produkterna görs beräkningarna baserat på det begränsande reagenset.

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

Referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi (8.ª ed.). Cengage Learning.
2. Blommor J. Kemi. Santillana -redaktion