The omezující činidlo Je to ten, který je zcela spotřebován a určuje, kolik hmoty produktů se vytvoří při chemické reakci; zatímco přebytek činidla je takový, který nereaguje úplně po spotřebování omezujícího činidla.
V mnoha reakcích se hledá přebytek činidla, aby se zajistilo, že reaguje vše, co je předmětem zájmu. Například pokud A reaguje s B za vzniku C a je žádoucí, aby A reagovala úplně, přidá se přebytek B. O tom, zda je nadbytek A vhodný, však rozhoduje syntéza a vědecká a ekonomická kritéria. Nebo od B..
Omezovací činidlo určuje množství produktu, které může vzniknout při chemické reakci. Proto, pokud je známo, kolik A reagovalo, je okamžitě určeno, kolik vzniklo C. Přebytek reaktantu nikdy nezjistí množství vytvořeného produktu..
Co když jsou A a B spotřebovány v reakci? Pak mluvíme o ekvimolární směsi A a B. V praxi však není snadný úkol zajistit, aby existoval stejný počet molů nebo ekvivalentů všech reaktantů; V takovém případě lze k výpočtu množství vytvořeného C použít jednu ze dvou, A nebo B.
Rejstřík článků
Existuje mnoho způsobů, jak identifikovat a vypočítat množství omezujícího činidla, které může být zahrnuto do reakce. Po výpočtu jsou ostatní činidla v přebytku.
Níže je popsána metoda, která umožňuje určit, které je limitujícím činidlem, na základě srovnání podílu činidel se stechiometrickým poměrem..
Chemickou reakci lze popsat následovně:
aX + bY => cZ
Kde X, Y a Z představují počet molů každého reaktantu a produktu. Zatímco, a, b a c představují jejich stechiometrické koeficienty, vyplývající z chemické rovnováhy reakcí.
Pokud se získá kvocient (X / a) a kvocient (Y / b), reaktant s nižším kvocientem je limitujícím reaktantem.
Když se vypočítají uvedené podíly, stanoví se vztah mezi počtem molů přítomných v reakci (X, Y a Z) a počtem molů zapojených do reakce, představovaných stechiometrickými koeficienty reaktantů (a a b ).
Čím nižší je kvocient indikovaný pro činidlo, tím větší je deficit tohoto činidla pro dokončení reakce; a proto je to omezující reaktant.
Anodva(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COdva(G)
3 g SiO reagujídva (oxid křemičitý) s 4,5 g C (uhlík).
Krtci SiOdva
Hmotnost = 3 g
Molekulová hmotnost = 60 g / mol
Počet molů SiOdva = 3 g / (60 g / mol)
0,05 mol
Počet molů C.
Hmotnost = 4,5 g
Atomová hmotnost = 12 g / mol
Počet molů C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 mol
Kvocient mezi počtem molů reaktantů a jejich stechiometrickými koeficienty:
Pro SiOdva = 0,05 mol / 1 mol
Kvocient = 0,05
Pro C = 0,375 mol / 3 mol
Kvocient = 0,125
Ze srovnání hodnot kvocientů lze vyvodit, že limitujícím reaktantem je SiOdva.
Hmota vyrobená z SiC se vypočítá z předchozí reakce, kdy se použijí 3 g SiOdva a při použití 4,5 g C
(3 g SiOdva) x (1 mol SiOdva/ 60 g SiOdva) x (1 mol SiC / 1 mol SiOdva) 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
Pokud by k reakci došlo spotřebováním veškerého uhlíku, bylo by vyrobeno více SiC (karbidu křemíku), než množství vyrobené spotřebováním veškerého SiOdva. Na závěr SiOdva je omezujícím činidlem, protože když se spotřebuje veškerý přebytek C, vygeneruje se více SiC.
0,5 molu hliníku reaguje s 0,9 molu chloru (Cldva) za vzniku chloridu hlinitého (AlCl3): Co je to omezující reaktant a jaký je přebytečný reaktant? Vypočítejte hmotnost omezujícího činidla a přebytečného činidla
2 Al (y) + 3 Cldva(g) => 2 AlCl3(s)
Kvocienty mezi moly reaktantů a stechiometrickými koeficienty jsou:
Pro hliník = 0,5 mol / 2 mol
Hliníkový kvocient = 0,25
Pro Cldva = 0,9 mol / 3 moly
Cl kvocientdva = 0,3
Potom je omezujícím činidlem hliník.
Podobného závěru se dosáhne, pokud jsou stanoveny moly chloru potřebné ke kombinaci s 0,5 moly hliníku.
Moles of Cldva = (0,5 mol Al) x (3 mol Cldva/ 2 moly Al)
0,75 mol Cldva
Pak existuje přebytek Cldva: K reakci s hliníkem je zapotřebí 0,75 molu a je přítomno 0,9 molu. Proto existuje přebytek 0,15 molů Cldva.
Lze dojít k závěru, že omezujícím činidlem je hliník
Omezení hmotnosti činidla:
Hmotnost hliníku = 0,5 molu Al x 27 g / mol
13,5 g.
Atomová hmotnost Al je 27 g / mol.
Hmotnost přebytečného činidla:
0,15 mol Cldva
Cl hmotnostdva přebytek = 0,15 mol Cldva x 70 g / mol
10,5 g
Následující rovnice představuje reakci mezi dusičnanem stříbrným a chloridem barnatým ve vodném roztoku:
2 AgNO3 (ac) + BaCldva (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)dva (ac)
Podle této rovnice platí, že pokud roztok obsahuje 62,4 g AgNO3 se smísí s roztokem obsahujícím 53,1 g BaCldva: a) Jaké je omezující činidlo? b) Kolik z toho reaktantu zůstává nezreagovaných? c) Kolik gramů AgCl bylo vytvořeno?
Molekulové hmotnosti:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaCldva: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Koupel3)dva: 261,9 g / mol
Pro použití metody 1, která umožňuje identifikaci omezujícího činidla, je nutné určit moly AgNO3 a BaCldva přítomný v reakci.
AgNO krtci3
Molekulová hmotnost 169,9 g / mol
Hmotnost = 62,4 g
Počet mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 molu
Krtci BaCldva
Molekulová hmotnost = 208,9 g / mol
Hmotnost = 53,1 g
Počet mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 molu
Stanovení podílů mezi počtem molů reaktantů a jejich stechiometrickými koeficienty.
Pro AgNO3 = 0,367 mol / 2 moly
Kvocient = 0,184
Pro BaCldva = 0,254 mol / 1 mol
Kvocient = 0,254
Na základě metody 1 umožňuje hodnota poměrů identifikovat AgNO3 jako omezující činidlo.
Stechiometrická rovnováha reakce ukazuje, že 2 moly AgNO3 reagují s 1 molem BaCldva.
Krtci BaCldva= (0,367 mol AgNO3) x (1 mol BaCldva/ 2 moly AgNO3)
0,1835 mol BaCldva
A krtci BaCldva kteří do reakce nezasáhli, to znamená, že jsou v přebytku, jsou:
0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol
BaCl hmotadva v přebytku:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Životopis:
Přebytek činidla: BaCldva
Přebytečná hmotnost: 14,72 g
Pro výpočet hmotnosti produktů se výpočty provádějí na základě omezujícího 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
Zatím žádné komentáře