De beperkend reagens Het is degene die volledig wordt verbruikt en bepaalt hoeveel massa producten er bij een chemische reactie wordt gevormd; terwijl het overtollige reagens er een is die niet volledig reageert nadat het beperkende reagens is verbruikt.
Bij veel reacties wordt gezocht naar een overmaat van een reagens om ervoor te zorgen dat al het betreffende reagens reageert. Als A bijvoorbeeld reageert met B om C te produceren, en het is gewenst dat A volledig reageert, wordt een overmaat van B toegevoegd. Synthese en wetenschappelijke en economische criteria bepalen echter of een overmaat A geschikt is. Of van B.
Het beperkende reagens bepaalt de hoeveelheid product die bij de chemische reactie kan worden gevormd. Daarom, als bekend is hoeveel van A heeft gereageerd, wordt onmiddellijk bepaald hoeveel van C. werd gevormd. De overmaat aan reactant onthult nooit de hoeveelheden gevormd product..
Wat als zowel A als B worden verbruikt in de reactie? Dan spreken we van een equimolair mengsel van A en B. In de praktijk is het echter geen gemakkelijke taak om ervoor te zorgen dat er van alle reactanten evenveel mol of equivalenten zijn; In dit geval kan een van de twee, A of B, worden gebruikt om de hoeveelheid gevormde C te berekenen.
Artikel index
Er zijn veel manieren om de hoeveelheid beperkende reagens die bij de reactie kan worden betrokken, te identificeren en te berekenen. Eenmaal berekend, zijn de andere reagentia te hoog.
Een methode waarmee kan worden vastgesteld wat het beperkende reagens is, op basis van de vergelijking van het aandeel reagentia met de stoichiometrische verhouding, wordt hieronder beschreven..
Een chemische reactie kan als volgt worden geschetst:
aX + bY => cZ
Waar X, Y en Z staan voor het aantal mol van elke reactant en elk product. Terwijl a, b en c hun stoichiometrische coëfficiënten vertegenwoordigen, resulterend uit de chemische balans van de reacties.
Als het quotiënt (X / a) en het quotiënt (Y / b) worden verkregen, is de reactant met het lagere quotiënt de beperkende reactant.
Wanneer de aangegeven quotiënten worden berekend, wordt de relatie tussen het aantal mol aanwezig in de reactie (X, Y en Z) en het aantal mol dat bij de reactie betrokken is, vastgesteld, weergegeven door de stoichiometrische coëfficiënten van de reactanten (a en b ).
Daarom, hoe lager het quotiënt dat voor een reagens wordt aangegeven, hoe groter het tekort aan dat reagens om de reactie te voltooien; en daarom is het de beperkende reactant.
Jatwee(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COtwee(g)
Er wordt 3 g SiO gereageerdtwee (siliciumoxide) met 4,5 g C (koolstof).
Mollen SiOtwee
Massa = 3 g
Molecuulgewicht = 60 g / mol
Aantal mol SiOtwee = 3 g / (60 g / mol)
0,05 mol
Aantal mol van C
Massa = 4,5 g
Atoomgewicht = 12 g / mol
Aantal mol C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 mol
Quotiënt tussen het aantal mol van de reactanten en hun stoichiometrische coëfficiënten:
Voor SiOtwee = 0,05 mol / 1 mol
Quotiënt = 0,05
Voor C = 0,375 mol / 3 mol
Quotiënt = 0,125
Uit de vergelijking van de waarden van de quotiënten kan worden geconcludeerd dat de beperkende reactant SiO istwee.
De massa geproduceerd van SiC wordt berekend op basis van de vorige reactie, wanneer 3 g SiO wordt gebruikttwee en bij gebruik van de 4,5 g C
(3 g SiOtwee) x (1 mol SiOtwee/ 60 g SiOtwee) x (1 mol SiC / 1 mol SiOtwee) 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
Er zou dus meer SiC (siliciumcarbide) worden geproduceerd als de reactie zou plaatsvinden door alle koolstof te verbruiken dan de hoeveelheid die wordt geproduceerd door al het SiO te consumerentwee. Tot slot, de SiOtwee is het beperkende reagens, aangezien wanneer alle overtollige C wordt verbruikt, er meer SiC wordt gegenereerd.
0,5 mol aluminium laat men reageren met 0,9 mol chloor (Cltwee) om aluminiumchloride (AlCl3): Wat is de beperkende reactant en wat is de overmaat aan reactant? Bereken de massa van het beperkende reagens en het overtollige reagens
2 Al (s) + 3 Cltwee(g) => 2 AlCl3(s)
De quotiënten tussen de mol van de reactanten en de stoichiometrische coëfficiënten zijn:
Voor aluminium = 0,5 mol / 2 mol
Aluminiumquotiënt = 0,25
Voor Cltwee = 0,9 mol / 3 mol
Cl quotiënttwee = 0,3
Dan is het beperkende reagens aluminium.
Een vergelijkbare conclusie wordt bereikt als het aantal molen chloor dat nodig is om te combineren met de 0,5 molen aluminium wordt bepaald.
Mollen Cltwee = (0,5 mol Al) x (3 mol Cltwee/ 2 mol Al)
0,75 mol Cltwee
Dan is er een teveel aan Cltwee: 0,75 mol is nodig om te reageren met aluminium, en 0,9 mol is aanwezig. Daarom is er een overmaat van 0,15 mol Cltwee.
Geconcludeerd kan worden dat het beperkende reagens aluminium is
Beperkende reagensmassa:
Massa aluminium = 0,5 mol Al x 27 g / mol
13,5 g.
De atoommassa van Al is 27 g / mol.
Massa overtollig reagens:
0,15 mol Cltwee
Cl massatwee overmaat = 0,15 mol Cltwee x 70 g / mol
10,5 g
De volgende vergelijking geeft de reactie weer tussen zilvernitraat en bariumchloride in waterige oplossing:
2 AgNO3 (ac) + BaCltwee (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3twee (ac)
Volgens deze vergelijking, als een oplossing 62,4 g AgNO3 wordt gemengd met een oplossing die 53,1 g BaCl bevattwee: a) Wat is het beperkende reagens? b) Hoeveel van welke reactanten hebben nog niet gereageerd? c) Hoeveel gram AgCl werd gevormd?
Molecuulgewichten:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaCltwee: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Bad3twee: 261,9 g / mol
Om methode 1 toe te passen, die de identificatie van het beperkende reagens mogelijk maakt, is het noodzakelijk om het aantal mol AgNO te bepalen3 en BaCltwee aanwezig in de reactie.
AgNO mollen3
Molecuulgewicht 169,9 g / mol
Massa = 62,4 g
Aantal mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 mol
Mollen BaCltwee
Molecuulgewicht = 208,9 g / mol
Massa = 53,1 g
Aantal mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 mol
Bepaling van de quotiënten tussen het aantal mol van de reactanten en hun stoichiometrische coëfficiënten.
Voor AgNO3 = 0,367 mol / 2 mol
Quotiënt = 0,184
Voor de BaCltwee = 0,254 mol / 1 mol
Quotiënt = 0,254
Op basis van methode 1 maakt de waarde van de ratio's het mogelijk om AgNO te identificeren3 als het beperkende reagens.
De stoichiometrische balans van de reactie geeft aan dat 2 mol AgNO3 reageren met 1 mol BaCltwee.
Mollen BaCltwee= (0,367 mol AgNO3) x (1 mol BaCltwee/ 2 mol AgNO3
0,1835 mol BaCltwee
En de mollen BaCltwee die niet tussenbeide kwamen in de reactie, dat wil zeggen, die te veel zijn, zijn:
0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol
BaCl-massatwee meer dan:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Hervat:
Overtollig reagens: BaCltwee
Overtollige massa: 14,72 g
Om de massa van de producten te berekenen, worden de berekeningen gemaakt op basis van het beperkende reagens.
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
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.