ОГРАНИЧАВАЈУЋИ И ВИШАК РЕАГЕНСА: КАКО ГА ИЗРАЧУНАТИ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2026

Ограничавајући реагенс је онај који је у потпуности конзумира и одређује колико масе производа су формиране у хемијској реакцији; док је вишак реагенса онај који не реагује у потпуности након што је појео ограничавајући реагенс.

У многим реакцијама тражи се вишак реагенса како би се осигурало да сви реагенси од интереса реагују. На пример, ако А реагује са Б да произведе Ц, и пожељно је да А реагује у потпуности, додаје се вишак Б. Међутим, синтеза и научни и економски критеријуми су оно што одлучује да ли је вишак А прикладан. или Б.

Течност за истраживање хемијске лабораторије

Ограничавајући реагенс одређује количину производа који се може формирати у хемијској реакцији. Стога, ако се зна колико А је реаговало, одмах се утврђује колика је количина формирана Ц. Прекомерни реагенс никада не открива количине формираног производа.

Шта ако се и А и Б конзумирају у реакцији? Затим говоримо о еквимоларној мешавини А и Б. Међутим, у пракси није лак задатак да се осигура да постоји једнак број молова или еквивалената свих реактаната; У овом случају, било који од њих, А или Б, може се користити за израчунавање количине Ц.

Како се израчунавају гранични и вишкови реактаната?

Постоји много начина да се идентификује и израчуна количина ограничавајућег реагенса који може бити укључен у реакцију. Једном када су израчунати, други реагенси су у вишку.

Поступак који омогућава идентификацију који је ограничавајући реагенс заснован на поређењу пропорција реагена са стехиометријским односом је онај описан у наставку.

Метод 1

Хемијска реакција се може навести на следећи начин:

аКс + бИ => цЗ

Где Кс, И и З представљају број молова сваког реактанта и производа. У међувремену, а, б и ц представљају своје стехиометријске коефицијенте, који су резултат хемијске равнотеже реакција.

Ако се добије квоцијент (Кс / а) и квоцијент (И / б), реактант са доњим квоцијентом је ограничавајући реактант.

Када се израчунају наведени омјери, успоставља се однос између броја молова присутних у реакцији (Кс, И и З) и броја молова који су укључени у реакцију, а који су представљени стехиометријским коефицијентима реактаната (а и б).

Стога, што је квоцијент мањи за реагенс, то је већи дефицит тог реагенса за завршетак реакције; и стога је ограничавајући реагенс.

Пример

СиО ₂ (с) + 3 Ц (с) => СиЦ (с) + 2 ЦО ₂ (г)

3 г СиО ₂ (силицијум оксида) је реаговано са 4,5 г Ц (угљеник).

Молови СиО ₂

Маса = 3 г

Молекуларна тежина = 60 г / мол

Број молова СиО ₂ = 3г / (60 г / мол)

0,05 мола

Број молова Ц

Маса = 4,5 г

Атомска тежина = 12 г / мол

Број молова од Ц = 4,5 г / (12 г / мол)

0,375 молова

Квоцијент између броја молова реактаната и њихових стехиометријских коефицијената:

За СиО ₂ = 0.05 мол / 1 мол

Квоцијент = 0,05

За Ц = 0,375 мола / 3 мола

Квоцијент = 0,125

Од односу на вриједности коефицијената, може се закључити да је ограничавајући реактант СиО ₂ .

2. метод

У претходној реакцији, маса произведено од СиЦ израчунава када 3 г СиО ₂ се користи и када се користи 4,5 г Ц

(3 г СиО ₂ ) к (1 мол СиО ₂ /60 г СиО ₂ ) к (1 мол СиЦ / 1 мол СиО ₂ ) к (40 г СиЦ / СиЦ 1 мол) = 2 г СиЦ

(4,5 г Ц) к (3 мол Ц / 36 г Ц) к (1 мол СиЦ / 3 мола Ц) к (40 г СиЦ / 1 мол СиЦ) = 5 г СиЦ

Дакле, више СиЦ (силицијум-карбид) би се производили ако реакција настала конзумирањем све угљеник него количине произведеног конзумирањем сву СиО ₂ . У закључку, СиО ₂ је ограничавајући реагенс, од када се конзумира сав вишак Ц више СиЦ би се генерише.

Примери

-Примјер 1

0,5 мола алуминијума реагују са 0,9 мола хлор (Цл ₂ ) да формира алуминијум хлорида (АлЦл ₃ ): Шта је ограничавајући реактант и што је вишак реактант? Израчунајте масу ограничавајућег и вишка реагенса

2 Ал (с) + 3 Цл ₂ (г) => 2 АлЦл ₃ (с)

Метод 1

Квоцијенти између молова реактаната и стехиометријских коефицијената су:

За алуминијум = 0,5 мола / 2 мола

Квоцијент алуминијума = 0,25

За Цл ₂ = 0.9 мол / 3 мола

Квоцијент Цл ₂ = 0,3

Тада је ограничавајући реагенс алуминијум.

Сличан закључак је постигнут ако се одвоје молови хлора који су потребни за комбиновање са 0,5 молова алуминијума.

Мола Цл ₂ = (0,5 мол А) к (3 мола Цл ₂ /2 мола А)

0,75 мола Цл ₂

Затим долази до вишка Цл ₂ : 0,75 мола је потребно да реагира са алуминијумом, а присутно је и 0,9 молова. Због тога постоји вишак 0,15 мола Цл2 _.

Може се закључити да је ограничавајући реагенс алуминијум

Прорачун маса реактаната

Ограничавање масе реагенса:

Маса алуминијума = 0,5 мола Ал к 27 г / мол

13.5 г.

Атомска маса Ал је 27 г / мол.

Маса вишка реагенса:

0.15 мола Цл ₂ остали

Маса вишка Цл ₂ = 0,15 молова Цл ₂ к 70 г / мол

10,5 г

-Примјер 2

Следећа једнаџба представља реакцију између сребрног нитрата и баријевог хлорида у воденом раствору:

2 АгНО ₃ (ак) + БаЦл ₂ (ак) => 2 АгЦл (с) + Ба (НО ₃ ) ₂ (ак)

Према овој једначини, ако се раствор који садржи 62,4 г АгНО ₃ помеша са раствором који садржи 53,1 г БаЦл ₂ : а) Који је ограничавајући реагенс? б) Колико реактаната остаје нереаговано? ц) Колико грама АгЦл је формирано?

Молекуларни тегови:

-АгНО ₃ : 169,9 г / мол

-БаЦл ₂ : 208,9 г / мол

-АгЦл: 143,4 г / мол

-Ба (НО ₃ ) ₂ : 261,9 г / мол

Метод 1

Да бисте применили метод 1, која омогућава идентификацију ограничавајући реагенс, неопходно је одредити мола Агно _3. и БАЦИ ₂ присутне у реакцији.

Молови од АгНО ₃

Молекуларна тежина 169,9 г / мол

Маса = 62,4 г

Број молова = 62,4 г / (169,9 г / мол)

0,367 молова

Молови БаЦл ₂

Молекуларна тежина = 208,9 г / мол

Маса = 53,1 г

Број молова = 53,1 г / (208,9 г / мол)

0,254 мола

Одређивање квоцијената између броја молова реактаната и њихових стехиометријских коефицијената.

За АгНО ₃ = 0,367 мола / 2 мола

Квоцијент = 0,184

За БАЦИ ₂ = 0.254 мола / мол 1

Квоцијент = 0,254

На основу Методе 1, вредност омјера омогућава идентификацију АгНО ₃ као ограничавајућег реагенса.

Израчунавање масе вишка реагенса

Стехиометријски биланс реакције указује да 2 мола Агно ₃ реагује са 1 мол БАЦИ _2.

Мола БАЦИ ₂ = (0,367 мола Агно ₃ ) к (1 мол БАЦИ ₂ /2 мола Агно ₃ )

0.1835 мола БАЦИ ₂

И мола БАЦИ ₂ да не интервенишу у реакцији, то јест, да су већи, су:

0,254 молова - 0,1835 молова = 0,0705 молова

Маса БаЦл ₂ већа:

0,0705 мол к 208,9 г / мол = 14,72 г

Резиме:

Вишак реагенса: БаЦл ₂

Прекомерна маса: 14,72 г

Прорачун грама АгЦл произведеног у реакцији

Да би се израчунала маса производа, прорачуни се врше на основу ограничавајућег реагенса.

г АгЦл = (62,4 г АгНО ₃ ) к (1 мол АгНО ₃ / 169,9 г) к (2 мола АгЦл / 2 мола АгНО ₃ ) к (142,9 г / мол АгЦл)

52.48 г

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Флорес Ј. (2002). Хемија. Сантиллана редакција
3. Википедиа. (2018). Ограничавајући реагенс: ен.википедиа.орг
4. Схах С. (21. августа 2018.). Ограничавајући реагенси. Цхемистри ЛибреТектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
5. Примјери реагенса за ограничавање стехиометрије. Опоравак од: цхемтеам.инфо
6. Универзитет Васхингтон. (2005). Ограничавајући реагенси. Опоравак од: цхемистри.вустл.еду