Что является ограничивающим реагентом и в избытке? как рассчитывается и примеры



ограничивающий реагент это то, что потребляется полностью и определяет, сколько массы продуктов образуется в результате химической реакции; в то время как избыток реагента является тем, который не реагирует полностью после того, как ограничивающий реагент был израсходован.

Во многих реакциях требуется избыток реагента, чтобы гарантировать, что реагирует весь интересующий реагент. Например, если A реагирует с B с образованием C, и желательно, чтобы A реагировал полностью, добавляется избыток B. Однако синтез и научные и экономические критерии являются теми, которые определяют, является ли избыток A приемлемым. или из B.

Ограничивающий реагент определяет количество продукта, которое может образоваться в химической реакции. Поэтому, если вы знаете, как сильно вы отреагировали из А, вы сразу же определите, сколько было образовано из С. Никогда избыток реагента не показывает количество образовавшегося продукта..

А если они потребляют как А, так и В в реакции? Затем мы говорим об эквимолярной смеси A и B. На практике, однако, нелегко обеспечить одинаковое количество молей или эквивалентов всех реагентов; в этом случае любой из двух, A или B, может использоваться для расчета суммы, образованной из C.

индекс

  • 1 Как рассчитываются лимитирующие и избыточные реагенты??
    • 1.1 Способ 1
    • 1.2 Способ 2
  • 2 примера
    • 2.1 - Пример 1
    • 2.2 - Пример 2
  • 3 Ссылки

Как рассчитываются лимитирующие и избыточные реагенты??

Существует много способов определения и расчета количества ограничивающего реагента, который может вмешиваться в реакцию. После расчета, другие реагенты в избытке.

Метод, который позволяет определить, какой реагент является ограничивающим, основанный на сравнении доли реагентов со стехиометрическим соотношением, - это метод, описанный ниже..

Способ 1

Химическая реакция может быть схематизирована следующим образом:

AX + BY => CZ

Где X, Y и Z представляют количество молей каждого реагента и продукта. В то время как a, b и c представляют их стехиометрические коэффициенты, возникающие в результате химического баланса реакций.

Если частное (X / a) и частное (Y / b) получены, то этот реагент, имеющий наименьшее частное отношение, является ограничивающим реагентом..

Когда указанные соотношения рассчитаны, устанавливается связь между числом молей, присутствующих в реакции (X, Y и Z), и числом молей, участвующих в реакции, представленных стехиометрическими коэффициентами реагентов (а и b)..

Следовательно, чем ниже коэффициент, указанный для реагента, тем больше будет дефицит этого реагента для завершения реакции; и, следовательно, это ограничивающий реагент.

пример

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

3 г SiO реагируют2 (оксид кремния) с 4,5 г углерода (углерода).

Кроты SiO2

Масса = 3 г

Молекулярный вес = 60 г / моль

Количество молей SiO2 = 3 г / (60 г / моль)

0,05 моль

Количество молей С

Масса = 4,5 г

Атомный вес = 12 г / моль

Количество молей С = 4,5 г / (12 г / моль)

0,375 моль

Соотношение между количеством молей реагентов и их стехиометрическими коэффициентами:

Для SiO2 = 0,05 моль / 1 моль

Коэффициент = 0,05

Для C = 0,375 моль / 3 моль

Коэффициент = 0,125

Из сравнения значений факторов можно сделать вывод, что ограничивающим реагентом является SiO2.

Способ 2

Масса произведенного SiC рассчитывается по предыдущей реакции, когда используется 3 г SiO2 и когда вы используете 4,5 г C

(3 г SiO2) х (1 моль SiO)2/ 60 г SiO2) х (1 моль SiC / 1 моль SiO)2) X (40 г SiC / 1 моль SiC) = 2 г SiC

(4,5 г С) х (3 моль С / 36 г С) х (1 моль SiC / 3 моль С) х (40 г SiC / 1 моль SiC) = 5 г SiC

Затем было бы произведено больше SiC (карбида кремния), если бы произошла реакция, потребляющая весь углерод, то количество, которое образовалось, когда весь SiO был израсходован.2. В заключение, SiO2 является ограничивающим реагентом, так как весь избыток C будет генерировать больше SiC.

примеров

-Пример 1

0,5 моль алюминия реагирует с 0,9 моль хлора (Cl2) с образованием хлорида алюминия (AlCl3): Что такое ограничивающий реагент и какой реагент в избытке? Рассчитайте массу ограничивающего реагента и избыток реагента

2 At (s) + 3 Cl2(г) => 2 AlCl3(S),

Способ 1

Соотношения между молями реагентов и стехиометрическими коэффициентами:

Для алюминия = 0,5 моль / 2 моль

Алюминиевое отношение = 0,25

Для Cl2 = 0,9 моль / 3 моль

Cl Ratio2 = 0,3

Тогда ограничивающим реагентом является алюминий.

Аналогичный вывод можно сделать, если определить моли хлора, которые необходимо объединить с 0,5 молями алюминия.

Родинки Cl2 = (0,5 моль Al) х (3 моль Cl2/ 2 моля Al)

0,75 моль Cl2

Тогда есть избыток Cl2: 0,75 моль требуется для реакции с алюминием, и 0,9 моль присутствуют. Следовательно, имеется избыток 0,15 моль Cl2.

Можно сделать вывод, что ограничивающим реагентом является алюминий

Расчет массы реагента

Масса ограничивающего реагента:

Масса алюминия = 0,5 моль Al x 27 г / моль

13,5 г.

Атомная масса Al составляет 27 г / моль.

Масса избытка реагента:

Осталось 0,15 моль Cl2

Cl Mass2 остаток = 0,15 моль Cl2 х 70 г / моль

10,5 г

-Пример 2

Следующее уравнение представляет собой реакцию между нитратом серебра и хлоридом бария в водном растворе:

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

Согласно этому уравнению, если раствор, содержащий 62,4 г AgNO3 смешивают с раствором, содержащим 53,1 г BaCl2: а) Что такое ограничивающий реагент? б) Сколько реагентов осталось непрореагировавшим? в) Сколько граммов AgCl образовалось?

Молекулярные массы:

-AgNO3: 169,9 г / моль

-BaCl2: 208,9 г / моль

-AgCl: 143,4 г / моль

-Ба (НЕТ3)2: 261,9 г / моль

Способ 1

Чтобы применить метод 1, который позволяет идентифицировать ограничивающий реагент, необходимо определить моли AgNO3 и BaCl2 присутствует в реакции.

Кроты AgNO3

Молекулярный вес 169,9 г / моль

Масса = 62,4 г

Количество молей = 62,4 г / (169,9 г / моль)

0,367 моль

Кроты BaCl2

Молекулярный вес = 208,9 г / моль

Масса = 53,1 г

Количество молей = 53,1 г / (208,9 г / моль)

0,254 моль

Определение коэффициентов между числом молей реагентов и их стехиометрическими коэффициентами.

Для АгНО3 = 0,367 моль / 2 моль

Коэффициент = 0,184

Для BaCl2 = 0,254 моль / 1 моль

Коэффициент = 0,254

На основании метода 1 значение коэффициентов позволяет идентифицировать AgNO3 в качестве ограничивающего реагента.

Расчет избыточной массы реагента

Стехиометрический баланс реакции показывает, что 2 моля AgNO3 реагировать с 1 моль BaCl2.

Кроты BaCl2= (0,367 моль AgNO3) х (1 моль BaCl2/ 2 моля AgNO3)

0,1835 молей BaCl2

И родинки BaCl2 что не вмешалось в реакцию, то есть они в избытке являются:

0,254 моль - 0,1835 моль = 0,0705 моль

Масса BaCl2 в избытке:

0,0705 моль х 208,9 г / моль = 14,72 г

резюме:

Реагент в избытке: BaCl2

Масса в избытке: 14,72 г

Расчет граммов AgCl, образующегося в реакции

Для расчета массы продуктов расчеты производятся на основе ограничивающего реагента..

г AgCl = (62,4 г AgNO3) х (1 моль AgNO3/ 169,9 г) х (2 моль AgCl / 2 моль AgNO3) х (142,9 г / моль AgCl)

52,48 г

ссылки

  1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning.
  2. Флорес Дж. (2002). Химия. Редакция Сантильяна
  3. Wikipedia. (2018). Ограничивающий реагент: en.wikipedia.org
  4. Шах С. (21 августа 2018 г.). Ограничивающие реагенты. Химия LibreTexts. Получено от: chem.libretexts.org
  5. Примеры стехиометрических реагентов. Получено от: chemteam.info
  6. Вашингтонский университет. (2005). Ограничивающие реагенты. Получено из: chem.wustl.edu