Hvad er det begrænsende reagens og i overskud? hvordan det beregnes og eksempler

den begrænsende reagens er det, der indtages fuldstændigt og bestemmer hvor meget massen af ​​produkter dannes i en kemisk reaktion; medens det overskydende reagens er det, som ikke reagerer fuldstændigt, efter at det begrænsende reagens er blevet konsumeret.

I mange reaktioner, er det hensigten, at der er et overskud af et reagens for at sikre, at al interesse reagens reagere. For eksempel, hvis A reagerer med B til frembringelse af C og ønsker helt reagere, overskydende B. Dog tilsættes syntese, og videnskabelige og økonomiske kriterier, er dem, der afgør, om et overskud af A eller B.

Det begrænsende reagens bestemmer mængden af ​​produkt, der kan dannes i den kemiske reaktion. Derfor, hvis du ved, hvor meget du reagerede fra A, bestemmer du straks, hvor meget der er dannet fra C. Aldrig viser overskuddet reagens mængderne dannet af produktet.

Hvad hvis både A og B forbruges i reaktionen? Derefter taler af en ækvimolær blanding af A og B. I praksis er imidlertid ikke let at sikre, at der er lige antal mol eller ækvivalenter af alle reagenserne; i så fald enten A eller B, kan anvendes til at beregne mængden af ​​C dannet.

indeks

• 1 Hvordan beregnes begrænsende og overskydende reagenser??
  • 1.1 Metode 1
  • 1.2 Metode 2
• 2 Eksempler
  • 2.1 - Eksempel 1
  • 2.2 - Eksempel 2
• 3 referencer

Hvordan beregnes begrænsende og overskydende reagenser??

Der er mange måder at identificere og beregne mængden af ​​det begrænsende reagens, der kan gribe ind i reaktionen. Når de er beregnet, er de andre reagenser i overskud.

En metode, der tillader at identificere, hvilken begrænsende reagens der er baseret på sammenligningen af ​​andelen af ​​reagenserne med det støkiometriske forhold, er den der er beskrevet nedenfor.

Metode 1

En kemisk reaktion kan skematiseres på følgende måde:

aX + bY => cZ

Hvor X, Y og Z repræsenterer antallet af mol af hvert reagens og produkt. Mens a, b og c repræsenterer deres støkiometriske koefficienter, der er resultatet af den kemiske balance af reaktionerne.

Hvis kvotienten (X / a) og kvotienten (Y / b) opnås, er det reagens med det laveste kvotient det begrænsende reagens.

Når de førnævnte nøgletal er beregnet etablerer forholdet mellem antal mol er til stede i reaktionen (X, Y og Z) og antallet af mol involveret i reaktionen, repræsenteret af de støkiometriske koefficienter af reaktanterne (a og b).

Derfor, jo lavere kvotienten er angivet for et reagens, desto større vil være underskuddet af det pågældende reagens for at konkludere reaktionen; og derfor er det det begrænsende reagens.

eksempel

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

3 g SiO omsættes₂ (siliciumoxid) med 4,5 g C (carbon).

Mol SiO₂

Masse = 3 g

Molekylvægt = 60 g / mol

Antal mol SiO₂ = 3g / (60 g / mol)

0,05 mol

Antal mol C

Masse = 4,5 g

Atomvægt = 12 g / mol

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

0,375 mol

Forholdet mellem antallet af mol reaktanterne og deres støkiometriske koefficienter:

For SiO₂ = 0,05 mol / 1 mol

Kvote = 0,05

For C = 0,375 mol / 3 mol

Forholdet = 0,125

Fra sammenligningen af ​​kvotienternes værdier kan det konkluderes, at det begrænsende reagens er SiO₂.

Metode 2

Den masseproducerede SiC beregnes ud fra den foregående reaktion, når 3 g SiO anvendes₂ og når du bruger 4,5 g C

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

Derefter ville mere SiC (siliciumcarbid) blive frembragt, hvis reaktionen skete, hvorved hele kulet blev forbrugt, idet mængden produceret, da hele SiO blev forbrugt₂. Som konklusion er SiO₂ er det begrænsende reagens, da alt overskud C ville blive dannet mere SiC.

eksempler

-Eksempel 1

0,5 mol aluminium omsættes med 0,9 mol chlor (Cl₂) til dannelse af aluminiumchlorid (AlCl₃): Hvad er det begrænsende reagens, og hvad er det overskydende reagens? Beregn massen af ​​det begrænsende reagens og det overskydende reagens

2 Ved (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(S)

Metode 1

Forholdene mellem molene af reaktanterne og de støkiometriske koefficienter er:

Til aluminium = 0,5 mol / 2 mol

Aluminiumforhold = 0,25

For Cl₂ = 0,9 mol / 3 mol

Cl-forholdet₂ = 0,3

Derefter er det begrænsende reagens aluminium.

En lignende konklusion er nået, hvis man bestemmer de mol klor, der skal kombineres med 0,5 mol aluminium.

Moles af Cl₂ = (0,5 mol Al) x (3 mol Cl₂/ 2 mol Al)

0,75 mol Cl₂

Så er der et overskud af Cl₂: 0,75 mol kræves for at reagere med aluminiumet og 0,9 mol er til stede. Derfor er der et overskud på 0,15 mol Cl_2.

Det kan konkluderes, at det begrænsende reagens er aluminium

Beregning af reaktantmasserne

Masse af begrænsende reagens:

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

13,5 g.

Atomassen af ​​Al er 27 g / mol.

Masse af overskydende reagens:

Det forlod 0,15 mol Cl₂

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

10,5 g

-Eksempel 2

Den følgende ligning repræsenterer reaktionen mellem sølvnitrat og bariumchlorid i vandig opløsning:

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

Ifølge denne ligning skal en opløsning indeholdende 62,4 g AgNO₃ blandes med en opløsning indeholdende 53,1 g BaCl₂: a) Hvad er det begrænsende reagens? b) Hvor mange reagenser forbliver uomsatte? c) Hvor mange gram AgCl blev dannet?

Molekylvægte:

-AgNOs₃: 169,9 g / mol

-BaCI₂: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (nr₃)₂: 261,9 g / mol

Metode 1

For at anvende metode 1, som gør det muligt at identificere det begrænsende reagens, er det nødvendigt at bestemme molene af AgNO₃ og BaCl₂ til stede i reaktionen.

Moles af AgNO₃

Molekylvægt 169,9 g / mol

Masse = 62,4 g

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

0,367 mol

Moles af BaCl₂

Molekylvægt = 208,9 g / mol

Masse = 53,1 g

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

0,254 mol

Bestemmelse af kvoterne mellem antallet af mol reaktanterne og deres støkiometriske koefficienter.

For AgNO₃ = 0,367 mol / 2 mol

Forholdet = 0,184

For BaCl₂ = 0,254 mol / 1 mol

Forholdet = 0,254

Baseret på metode 1 giver værdien af ​​kvoterne mulighed for at identificere AgNO₃ som det begrænsende reagens.

Beregning af overskydende reagensmasse

Den støkiometriske balance af reaktionen indikerer, at 2 mol AgNO₃ Reagerer med 1 mol BaCl_2.

Moles af BaCl₂= (0,367 mol AgNO₃) x (1 mol BaCl₂/ 2 mol AgNO₃)

0,1835 mol BaCl₂

Og muld BaCl₂ der ikke griber ind i reaktionen, det vil sige at de er overskydende er:

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

BaCl masse₂ i overskud:

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

resumé:

Reagens i overskud: BaCl₂

Masse i overskud: 14,72 g

Beregning af gram AgCl produceret i reaktionen

For at beregne produktets masse beregnes beregningerne ud fra det begrænsende reagens.

g af 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

referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning.
2. Flores J. (2002). Kemi. Editorial Santillana
3. Wikipedia. (2018). Begrænsende reagens: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21. august 2018). Begrænsende reagenser. Kemi LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
5. Støkiometribegrænsende reagenseksempler. Hentet fra: chemteam.info
6. Washington University. (2005). Begrænsende reagenser. Hentet fra: chemistry.wustl.edu