Begrenzung und übermäßiges Reagenz

Was sind das einschränkende und übermäßige Reagenz?

In einer chemischen Reaktion die Begrenzende Reagenz Es wird vollständig konsumiert und bestimmt, wie viel Produktmasse es gebildet wird. Er überschüssiges Reagenz Es ist derjenige, der nicht vollständig reagiert, nachdem das begrenzende Reagenz konsumiert und übrig geblieben ist.

In vielen Reaktionen gibt es einen Überschuss eines Reagens, um sicherzustellen, dass das gesamte Interesse reagiert.

Wenn A zum Beispiel mit B auf C reagiert, wird C vollständig reagiert, wird ein Überschuss von B zugesetzt. Synthese sowie wissenschaftliche und wirtschaftliche Kriterien sind jedoch diejenigen, die entscheiden, ob ein Überschuss von A oder B bequem ist.

Das begrenzende Reagenz bestimmt die Produktmenge, die in der chemischen Reaktion gebildet werden kann. Wenn bekannt ist, wie sehr es von A reagiert, wird sofort festgelegt, wie viel es aus C gebildet wurde. Das überschüssige Reagenz zeigt nie die von Produkt gebildeten Mengen.

Beide und B in der Reaktion ist die Rede von einer äquimolaren Mischung von A und B.

In der Praxis ist es jedoch keine leichte Aufgabe, sicherzustellen, dass es die gleiche Anzahl von Maulwürfen oder Äquivalenten aller Reagenzien gibt. In diesem Fall kann entweder die beiden, A oder B, verwendet werden, um die von C gebildete Menge zu berechnen.

Wie werden die begrenzenden und übermäßigen Reagenzien berechnet??

Es gibt viele Möglichkeiten, die Menge des begrenzenden Reagens zu identifizieren und zu berechnen, das in die Reaktion eingreifen kann. Einmal berechnet, sind die anderen Reagenzien übermäßig.

Eine Methode, die ermöglicht, zu identifizieren, was das limitierende Reagenz unten beschrieben wird und auf dem Vergleich des Reagenziens mit der stöchiometrischen Beziehung basiert.

Methode 1

Eine chemische Reaktion kann sich wie folgt schematisieren:

ax +by => cz

Wobei x, y y z die Anzahl der Mol jedes Reagenz und jedes Produkts darstellen. In der Zwischenzeit repräsentieren A, B und C ihre stöchiometrischen Koeffizienten, die sich aus dem chemischen Gleichgewicht der Reaktionen ergeben.

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Wenn der Quotient (x/a) und der Quotient (y/b) erhalten werden, ist das Reagenz, das den geringsten Quotienten aufweist.

Wenn die angegebenen Quotienten berechnet werden, werden die Beziehung zwischen der Anzahl der in der Reaktion (x, y z) vorhandenen Maulwürfe und der Anzahl der beteiligten Mol, dargestellt durch die stöchiometrischen Koeffizienten der Reagenzien (A und B), festgelegt.

Je niedriger der für ein Reagenz angegebene Quotient ist, desto größer ist das Defizit dieses Reagens, um die Reaktion abzuschließen. Und deshalb ist es das einschränkende Reagenz.

Beispiel

Siio₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g Sio werden reagiert₂ (Siliziumoxid) mit 4,5 g C (Kohlenstoff).

Maulwürfe von SiO₂

Masse = 3 g

Molekulargewicht = 60 g/mol

Anzahl der Maulwürfe von SiOs₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 Maulwürfe

Anzahl der mo

Masse = 4,5 g

Atomgewicht = 12 g/mol

Anzahl der Mol C = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 Maulwürfe

Verhältnis zwischen der Anzahl der Mol der Reagenzien und ihren stöchiometrischen Koeffizienten:

Für den SiO₂ = 0,05 Mol / 1 mol

Quotient = 0,05

Für c = 0,375 Mol / 3 Moles

Quotient = 0,125

Aus dem Vergleich der Quotientenwerte kann der Schluss gezogen werden, dass das begrenzende Reagenz der SiO ist₂.

Methode 2

Die vorherige Reaktion wird berechnet, die von SIC erzeugte Masse, wenn 3 g SIO verwendet werden₂ und wenn 4,5 g C verwendet werden

(3 g sio₂) X (1 mol sio₂/60 g sio₂) X (1 mol sic/1 mol SiO₂) 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) = 5 g sic

Dann würde mehr SIC (Siliziumkarbid) auftreten, wenn die Reaktion auftritt₂. Zusammenfassend lässt sich sagen₂ Es ist das begrenzende Reagenz, da der gesamte Überschuss an C mehr sic verbraucht wurde.

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Beispiele

Beispiel 1

0,5 Mol Aluminium mit 0,9 Mol Chlor werden reagiert (CL₂) Aluminiumchlorid (Alcl₃): Was ist das einschränkende Reagenz und was ist das überschüssige Reagenz?? Berechnen Sie die Masse des begrenzenden Reagens und des überschüssigen Reagens

2 bis (s) +3 cl₂(g) => 2 Alcl₃(S)

Methode 1

Die Quoten zwischen den Mol der Reagenzien und den stöchiometrischen Koeffizienten sind:

Für Aluminium = 0,5 Mol/2 Mol

Aluminiumquotient = 0,25

Für den Cl₂ = 0,9 Mol/3 Maulwürfe

Kunde des CL₂ = 0,3

Dann ist das begrenzende Reagenz Aluminium.

Eine ähnliche Schlussfolgerung ist zu erreichen, wenn die Mol von Chlor, die zur Kombination mit den 0,5 Mol Aluminium erforderlich sind.

Maulwürfe von Cl₂ = (0,5 Mol al) x (3 Mol von CL₂/2 Mol von Al)

0,75 Mol CL₂

Dann gibt es einen Überschuss an cl₂: 0,75 Mol sind erforderlich, um mit Aluminium zu reagieren, und 0,9 Mol sind vorhanden. Daher gibt es über 0,15 Mol CL_2.

Es kann geschlossen werden, dass das begrenzende Reagenz Aluminium ist.

Berechnung der Reagenzmassen

Begrenzung der Reagenzmasse:

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

13,5 g.

Die Atommasse von a beträgt 27 g/mol.

Überschüsse Reagenzmasse:

0,15 Mol CL₂

Cl -Masse₂ Links₂ x 70 g/mol

10,5 g

Beispiel 2

Die folgende Gleichung stellt die Reaktion zwischen Silbernitrat und Bariumchlorid in wässriger Lösung dar:

2 Agno₃ (ac) +bacl₂ (ac) => 2 Agcl (s) +ba (nein₃)₂ (Ac)

Nach dieser Gleichung, wenn eine Lösung mit 62,4 g Agno enthält₃ Es mischt sich mit einer Lösung mit 53,1 g Bacl₂: a) Was ist das einschränkende Reagenz??, b) Wie viele von welchem ​​Reagenz reagieren sie nicht?, c) Wie viele Gramm AGCL wurden gebildet?

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Molekulargewichte:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AgCl: 143,4 g/mol

-Badezimmer₃)₂: 261,9 g/mol

Methode 1

Um die Methode 1 anzuwenden, die die Identifizierung des begrenzenden Reagens ermöglicht, müssen die Mol von AGNO bestimmen₃ und Bacl₂ in der Reaktion vorhanden.

Maulwürfe von Agno₃

Molekulargewicht = 169,9 g/mol

Masse = 62,4 g

Anzahl der Mols = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0,367 Maulwürfe

Maulwürfe von Bacl₂

Molekulargewicht = 208,9 g/mol

Masse = 53,1 g

Anzahl der Mols = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 Maulwürfe

Bestimmung der Quotienten zwischen der Anzahl der Mol der Reagenzien und ihren stöchiometrischen Koeffizienten.

Für das Agno₃ = 0,367 Mol / 2 Maulwürfe

Quotient = 0,184

Für den BACL₂ = 0,254 Mol / 1 mol

Quotient = 0,254

Basierend auf Methode 1 ermöglicht der Wert der Quotienten die Identifizierung des AGNO₃ Wie das begrenzende Reagenz.

Berechnung der überschüssigen Reagenzmasse

Das stöchiometrische Gleichgewicht der Reaktion zeigt an, dass 2 Mol Agno₃ Reagieren Sie mit 1 Mol BACL_2.

Maulwürfe von Bacl₂= (0,367 Mol Agno₃) X (1 mol Bacl₂/ 2 Mol Agno₃)

0,1835 Mol BACL₂

Und die Mol von BACL₂  Das hat nicht in die Reaktion eingegriffen, das heißt, sie sind überschüssig:

0,254 Mol - 0,1835 Mol = 0,0705 Moles

BACL -Masse₂ im Übermaß:

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

Zusammenfassung:

Überschüssiges Reagenz: Bacl₂

Überschüssige Masse: 14,72 g

Berechnung der in der Reaktion erzeugten Gramm von AgCl

Um die Masse der Produkte zu berechnen, werden die Berechnungen auf der Grundlage des begrenzenden Reagens durchgeführt.

G von 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

Verweise

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie (8.ª ed.). Cengage Lernen.
2. Blumen j. Chemie. Santillana Editorial