Vad är det begränsande reagenset och i överskott? hur det beräknas och exempel

den begränsande reagens är det som konsumeras helt och bestämmer hur mycket massan av produkter bildas i en kemisk reaktion; medan överskottsreagenset är det som inte reagerar fullständigt efter det att det begränsande reagenset har konsumeras.

I många reaktioner försökas ett överskott av ett reagens för att säkerställa att allt reagens av intresse reagerar. Till exempel, om A reagerar med B för att producera C och vill helt reagera överskottet B. Men syntes och vetenskapliga och ekonomiska kriterier läggs, är de som avgör huruvida ett överskott av A eller av B.

Det begränsande reagenset bestämmer mängden produkt som kan bildas vid kemisk reaktion. Om du vet hur mycket du reagerade från A bestämmer du omedelbart hur mycket som bildades från C. Aldrig uppvisar överskott av reagens de mängder som bildas av produkten.

Och om de konsumerar både A och B i reaktionen? Sedan talar vi om en ekvimolär blandning av A och B. I praktiken är det emellertid inte en lätt uppgift att se till att det finns lika många mol eller ekvivalenter av alla reaktanterna; i så fall kan endera av de två, A eller B, användas för att beräkna mängden bildad av C.

index

• 1 Hur beräknas begränsande och överskott av reagens??
  • 1.1 Metod 1
  • 1,2 Metod 2
• 2 exempel
  • 2.1 - Exempel 1
  • 2,2 - Exempel 2
• 3 referenser

Hur beräknas begränsande och överskott av reagens??

Det finns många sätt att identifiera och beräkna mängden av det begränsande reagenset som kan ingripa i reaktionen. När de är beräknade, överskrider de andra reagenserna.

En metod som tillåter att identifiera vilken är det begränsande reagenset, baserat på jämförelsen av andelen av reagensen med det stökiometriska förhållandet, är den som beskrivs nedan.

Metod 1

En kemisk reaktion kan schematiseras på följande sätt:

aX + bY => cZ

Där X, Y och Z representerar antalet mol av varje reagens och produkt. Medan a, b och c representerar deras stökiometriska koefficienter, som härrör från reaktionens kemiska balans.

Om kvoten (X / a) och kvoten (Y / b) erhålles, är det reagens som har den lägsta kvoten det begränsande reagenset.

När de tidigare nämnda förhållanden är beräknade etablerar förhållandet mellan antalet mol närvarande i reaktionen (X, Y och Z) och antalet moler är involverade i reaktionen, som representeras av de stökiometriska koefficienterna för reaktanterna (a och b).

Därför är ju lägre kvoten som indikeras för ett reagens, desto större blir underskottet av det reagenset för att avsluta reaktionen; och därför är det det begränsande reagenset.

exempel

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

3 g SiO reageras₂ (kiseloxid) med 4,5 g C (kol).

Mol SiO₂

Mässa = 3 g

Molekylvikt = 60 g / mol

Antal mol SiO₂ = 3g / (60 g / mol)

0,05 mol

Antal mol C

Mass = 4,5 g

Atomvikten = 12 g / mol

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

0,375 mol

Förhållandet mellan antalet moler av reaktanterna och deras stökiometriska koefficienter:

För SiO₂ = 0,05 mol / 1 mol

Kvoten = 0,05

För C = 0,375 mol / 3 mol

Förhållande = 0,125

Från jämförelsen av kvotienternas värden kan man dra slutsatsen att det begränsande reagenset är SiO₂.

Metod 2

Den massproducerade SiC beräknas från den tidigare reaktionen när 3 g SiO användes₂ och när du använder 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 (C 3 mol / g 36 C) x (1 mol av SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / SiC 1 mol) = 5 g SiC

Då skulle mer SiC (kiselkarbid) produceras om reaktionen inträffade, och förbrukar allt kol som mängden producerade när all SiO konsumeras₂. Sammanfattningsvis, SiO₂ är det begränsande reagenset, eftersom allt överskott C skulle genereras mer SiC.

exempel

-Exempel 1

0,5 mol aluminium omsattes med 0,9 mol klor (Cl₂) för att bilda aluminiumklorid (AlCl₃): Vad är det begränsande reagenset och vad är det överskott av reagenset? Beräkna massan av det begränsande reagenset och överskott av reagens

2 Vid (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(S)

Metod 1

Förhållandena mellan molerna av reaktanterna och de stökiometriska koefficienterna är:

För aluminium = 0,5 mol / 2 mol

Aluminiumförhållande = 0,25

För Cl₂ = 0,9 mol / 3 mol

Cl-förhållande₂ = 0,3

Därefter är det begränsande reagenset aluminium.

En liknande slutsats uppnås om man bestämmer molen klor som måste kombineras med 0,5 mol aluminium.

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

0,75 mol Cl₂

Då finns det ett överskott av Cl₂: 0,75 mol krävs för att reagera med aluminiumet och 0,9 mol är närvarande. Därför finns det ett överskott av 0,15 mol Cl_2.

Man kan dra slutsatsen att det begränsande reagenset är aluminium

Beräkning av reaktantmassorna

Mass av begränsande reagens:

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

13,5 g.

Atommassan av Al är 27 g / mol.

Massa av överskott av reagens:

Det lämnade 0,15 mol Cl₂

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

10,5 g

-Exempel 2

Följande ekvation representerar reaktionen mellan silvernitrat och bariumklorid i vattenlösning:

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

Enligt denna ekvation, om en lösning innehållande 62,4 g AgNO₃ blandas med en lösning innehållande 53,1 g BaCl₂: a) Vad är det begränsande reagenset? b) Hur många reagenser förblir oreagerade? c) Hur många gram av AgCl bildades?

Molekylvikter:

-AgNOs₃: 169,9 g / mol

-BaCl₂: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO₃)₂: 261,9 g / mol

Metod 1

För att tillämpa metod 1, som tillåter identifiering av det begränsande reagenset, är det nödvändigt att bestämma molen AgNO₃ och BaCl₂ närvarande i reaktionen.

Mol AgNO₃

Molekylvikt 169,9 g / mol

Mass = 62,4 g

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

0,367 mol

Moles av BaCl₂

Molekylvikt = 208,9 g / mol

Mass = 53,1 g

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

0,254 mol

Bestämning av kvoterna mellan antalet mol av reaktanterna och deras stökiometriska koefficienter.

För AgNO₃ = 0,367 mol / 2 mol

Förhållande = 0,184

För BaCl₂ = 0,254 mol / 1 mol

Förhållande = 0,254

Baserat på metod 1 tillåter kvoternas värde att identifiera AgNO₃ som det begränsande reagenset.

Beräkning av överskott av reagensmassa

Den stökiometriska balansen av reaktionen indikerar att 2 mol AgNO₃ reagera med 1 mol BaCl_2.

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

0,1835 mol BaCl₂

Och molerna av BaCl₂ som inte ingripit i reaktionen, det vill säga att de är överskridande är:

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

BaCl-massa₂ i överskott:

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

sammanfattning:

Reagens i överskott: BaCl₂

Mängd i överskott: 14,72 g

Beräkning av gramet AgCl producerat i reaktionen

För att beräkna massan av produkterna görs beräkningarna baserat på det begränsande reagenset.

g av 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

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Flores J. (2002). Kemi. Redaktionell Santillana
3. Wikipedia. (2018). Begränsande reagens: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21 augusti 2018). Begränsande reagens. Kemi LibreTexts. Hämtad från: chem.libretexts.org
5. Stoikiometribegränsande reagensexempel. Hämtad från: chemteam.info
6. Washington University. (2005). Begränsande reagens. Hämtad från: chemistry.wustl.edu