Apakah reagen pembatas dan berlebihan? bagaimana ia dikira dan contohnya

The mengehadkan reagen adalah yang digunakan sepenuhnya dan menentukan berapa banyak jisim produk yang terbentuk dalam tindak balas kimia; manakala reagen berlebihan adalah yang tidak bertindak balas sepenuhnya selepas reagen pembatas telah dimakan.

Dalam banyak reaksi, lebihan reagen dicari untuk memastikan semua reagen minat bertindak balas. Sebagai contoh, jika A bereaksi dengan B untuk menghasilkan C, dan ia dikehendaki bahawa A bereaksi sepenuhnya, lebihan B ditambah. Walau bagaimanapun, sintesis, dan kriteria saintifik dan ekonomi, adalah yang menentukan jika lebihan A adalah sesuai. atau B.

Reagen pembatas menentukan jumlah produk yang boleh dibentuk dalam tindak balas kimia. Oleh itu, jika anda tahu berapa banyak yang anda bertindak balas dari A, anda segera menentukan berapa banyak yang dibentuk dari C. Jangan sekali reagen berlebihan mendedahkan kuantiti yang terbentuk daripada produk.

Dan jika mereka mengambil kedua-dua A dan B dalam tindak balas? Kemudian kita bercakap tentang campuran equimolar A dan B. Namun dalam praktiknya, bukanlah tugas yang mudah untuk memastikan terdapat jumlah sama mol atau setara semua reaktan; dalam kes itu, sama ada dua, A atau B, boleh digunakan untuk mengira jumlah yang terbentuk daripada C.

Indeks

• 1 Bagaimanakah pengurangan dan lebihan reagen dikira??
  • 1.1 Kaedah 1
  • 1.2 Kaedah 2
• 2 Contoh
  • 2.1 - Contoh 1
  • 2.2 - Contoh 2
• 3 Rujukan

Bagaimanakah pengurangan dan reagen berlebihan dikira??

Terdapat banyak cara untuk mengenal pasti dan mengira jumlah reagen yang boleh mengatasi reaksi tersebut. Setelah dikira, reagen-reagen lain lebih berlebihan.

Kaedah yang membolehkan untuk mengenal pasti reagen yang mengehadkan, berdasarkan perbandingan nisbah reagen dengan nisbah stoikiometrik, adalah yang diterangkan di bawah.

Kaedah 1

Reaksi kimia boleh dijangkakan dengan cara berikut:

aX + bY => cZ

Di mana X, Y dan Z mewakili bilangan mol setiap reagen dan produk. Sedangkan, a, b dan c mewakili pekali stoikiometri mereka, disebabkan oleh keseimbangan kimia tindak balas.

Sekiranya kuadrat (X / a) dan kuadrat (Y / b) diperoleh, reagen yang mempunyai kuantiti terendah adalah reagen yang mengehadkan.

Apabila nisbah yang ditunjukkan dikira, hubungan antara bilangan mol yang terdapat dalam reaksi (X, Y dan Z) dan bilangan mol yang terlibat dalam tindak balas yang diwakili oleh pekali stoikiometrik reaktan (a dan b), sedang dibentuk..

Oleh itu, semakin rendah kuantiti yang ditunjukkan untuk reagen, yang lebih besar akan menjadi defisit reagen untuk menyimpulkan tindak balas; dan oleh itu, ia adalah reagen terhad.

Contoh

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

3 g SiO bertindak balas₂ (silikon oksida) dengan 4.5 g C (karbon).

Moles SiO₂

Mass = 3 g

Berat molekul = 60 g / mol

Bilangan tahi lalat SiO₂ = 3g / (60g / mol)

0.05 mol

Bilangan tahi lalat C

Mass = 4.5 g

Berat atom = 12 g / mol

Bilangan tahi lalat C = 4.5 g / (12g / mol)

0.375 mol

Nisbah antara bilangan tahi lalat reaktan dan koefisien stoikiometri mereka:

Untuk SiO₂ = 0.05 mol / 1 mol

Kuasa = 0.05

Untuk C = 0.375 mol / 3 mol

Nisbah = 0.125

Daripada perbandingan nilai-nilai potongan, dapat disimpulkan bahawa reagen pembatasnya adalah SiO₂.

Kaedah 2

Jisim yang dihasilkan SiC dikira dari reaksi sebelumnya apabila 3 g SiO digunakan₂ dan apabila anda menggunakan 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 gC) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

Kemudian, lebih banyak SiC (silikon karbida) akan dihasilkan jika tindak balas berlaku memakan semua karbon yang jumlahnya dihasilkan apabila semua SiO dimakan₂. Kesimpulannya, SiO₂ adalah reagen yang mengehadkan, kerana semua kelebihan C akan dihasilkan lebih banyak SiC.

Contohnya

-Contoh 1

0.5 mol aluminium direaksikan dengan 0.9 mol klorin (Cl₂) untuk membentuk aluminium klorida (AlCl₃): Apakah reagen yang mengehadkan dan apa reagen yang berlebihan? Kirakan jisim reagen pembatas dan reagen berlebihan

2 Pada (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(s)

Kaedah 1

Rasio antara mol reaktan dan pekali stoikiometri adalah:

Untuk aluminium = 0.5 mol / 2 mol

Nisbah aluminium = 0.25

Untuk Cl₂ = 0.9 mol / 3 mol

Nisbah Cl₂ = 0.3

Kemudian, reagen pembatas adalah aluminium.

Kesimpulan yang sama dicapai, jika seseorang menentukan tahi lalat klorin yang diperlukan untuk digabungkan dengan 0.5 mol aluminium.

Moles of Cl₂ = (0.5 mol Al) x (3 mol of Cl₂/ 2 mol Al)

0.75 mol of Cl₂

Kemudian ada lebihan Cl₂: 0.75 mol diperlukan untuk bertindak balas dengan aluminium, dan 0.9 mol hadir. Oleh itu, terdapat lebihan 0.15 mol Cl_2.

Dapat disimpulkan bahawa reagen pembatas adalah aluminium

Pengiraan massa reaktan

Massa membatasi reagen:

Jisim aluminium = 0.5 mol Al x 27 g / mol

13.5 g.

Jisim atom Al ialah 27g / mol.

Massa berlebihan reagen:

Ia meninggalkan 0.15 mol Cl₂

Cl Mass₂ sisa = 0.15 mol Cl₂ x 70 g / mol

10.5 g

-Contoh 2

Persamaan berikut mewakili tindak balas antara perak nitrat dan barium klorida dalam larutan akueus:

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

Menurut persamaan ini, jika penyelesaian mengandungi 62.4g AgNO₃ dicampur dengan larutan yang mengandungi 53.1 g BaCl₂: a) Apakah reagen pembatas? b) Berapa banyak reagen yang tidak bereaksi? c) Berapa banyak gram AgCl dibentuk?

Berat molekul:

-AgNO₃: 169.9g / mol

-BaCl₂: 208.9 g / mol

-AgCl: 143.4 g / mol

-Ba (NO₃)₂: 261.9 g / mol

Kaedah 1

Untuk memohon Kaedah 1, yang membolehkan pengenalpastian reagen pembatas, adalah perlu untuk menentukan tahi lalat AgNO₃ dan BaCl₂ hadir dalam reaksi.

Moles AgNO₃

Berat molekul 169.9 g / mol

Mass = 62.4 g

Bilangan mol = 62.4 g / (169.9 g / mol)

0.367 mol

Moles BaCl₂

Berat molekul = 208.9 g / mol

Mass = 53.1 g

Bilangan tahi lalat = 53.1 g / (208.9 g / mol)

0.254 mol

Penentuan kelebihan antara jumlah mol reaktan dan pekali stoikiometri mereka.

Untuk AgNO₃ = 0.367 mol / 2 mol

Nisbah = 0.184

Untuk BaCl₂ = 0.254 mol / 1 mol

Nisbah = 0.254

Berdasarkan Kaedah 1, nilai yang disebutkan untuk menentukan AgNO₃ sebagai reagen pembatas.

Pengiraan jisim reagen yang berlebihan

Keseimbangan stoikiometri reaksi menunjukkan bahawa 2 mol AgNO₃ bertindak balas dengan 1 mol BaCl_2.

Moles BaCl₂= (0.367 mol AgNO₃) x (1 mol BaCl₂/ 2 mol AgNO₃)

0.1835 mol BaCl₂

Dan tahi lalat BaCl₂ yang tidak campur tangan dalam tindak balas, iaitu, bahawa mereka adalah berlebihan adalah:

0.254 mol - 0.1835 mol = 0.0705 mol

Jisim BaCl₂ lebihan:

0.0705 mol x 208.9 g / mol = 14.72 g

Ringkasan:

Reagen yang berlebihan: BaCl₂

Massa yang berlebihan: 14.72 g

Pengiraan gram AgCl yang dihasilkan dalam tindak balas

Untuk mengira jisim produk, pengiraan dibuat berdasarkan reagen terhad.

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

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Ed ed.). Pembelajaran CENGAGE.
2. Flores J. (2002). Kimia Editorial Santillana
3. Wikipedia. (2018). Mengehadkan reagen: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21 Ogos 2018). Menghadkan Reagen. Chemistry FreeTexts. Diperolehi daripada: chem.libretexts.org
5. Stoichiometry Membatasi Contoh Reagen. Diambil dari: chemteam.info
6. Universiti Washington. (2005). Menghadkan Reagen. Diperolehi daripada: chemistry.wustl.edu