BEGRENSENDE OG OVERFLØDIG REAGENS: HVORDAN BEREGNE DET OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

Det begrensende reagenset er et som forbrukes fullstendig og bestemmer hvor mye masse produkter som dannes i en kjemisk reaksjon; mens overskytende reagens er et som ikke reagerer helt etter å ha konsumert det begrensende reagenset.

I mange reaksjoner blir det sett etter et overskudd av et reagens for å sikre at alt reagenset av interesse reagerer. For eksempel, hvis A reagerer med B for å produsere C, og det er ønsket at A reagerer fullstendig, tilsettes et overskudd av B. Imidlertid er syntese og vitenskapelige og økonomiske kriterier det som bestemmer om et overskudd av A er passende. eller B.

Chemist Chemistry Lab Research Liquid

Det begrensende reagenset bestemmer mengden produkt som kan dannes i den kjemiske reaksjonen. Derfor, hvis det er kjent hvor mye av A som reagerte, bestemmes det umiddelbart hvor mye av C. som ble dannet. Overskudd av reagens avslører aldri mengdene av produkt som er dannet.

Hva om både A og B konsumeres i reaksjonen? Så snakker vi om en ekvimolar blanding av A og B. I praksis er det imidlertid ikke en lett oppgave å sikre at det er like mange mol eller ekvivalenter av alle reaktanter; I dette tilfellet kan en av de to, A eller B, brukes til å beregne mengden C.

Hvordan beregnes de begrensende og overskytende reaktanter?

Det er mange måter å identifisere og beregne mengden av det begrensende reagenset som kan være involvert i reaksjonen. Når de andre reagensene er beregnet, er i overkant.

En metode som gjør det mulig å identifisere hvilket er det begrensende reagenset, basert på sammenligningen av andelen reagenser med det støkiometriske forhold, er den som er beskrevet nedenfor.

Metode 1

En kjemisk reaksjon kan skisseres på følgende måte:

aX + bY => cZ

Hvor X, Y og Z representerer antall mol av hver reaktant og produkt. I mellomtiden representerer a, b og c sine støkiometriske koeffisienter, som er et resultat av den kjemiske balansen i reaksjonene.

Hvis kvoten (X / a) og kvoten (Y / b) oppnås, er reaktanten med den lavere kvotient den begrensende reaktanten.

Når de indikerte forhold er beregnet, blir forholdet mellom antall mol som er tilstede i reaksjonen (X, Y og Z) og antall mol involvert i reaksjonen, etablert, representert av de støkiometriske koeffisientene til reaktantene (a og b).

Derfor, jo lavere kvotienten som er indikert for et reagens, desto større er underskuddet av det reagenset for å fullføre reaksjonen; og derfor er det det begrensende reagenset.

Eksempel

SiO ₂ (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO ₂ (g)

3 g SiO ₂ (silisiumoksid) ble omsatt med 4,5 g C (karbon).

Mol SiO ₂

Masse = 3 g

Molekylvekt = 60 g / mol

Antall mol SiO ₂ = 3 g / (60 g / mol)

0,05 mol

Antall mol C

Masse = 4,5 g

Atomvekt = 12 g / mol

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

0,375 mol

Kvotient mellom antall mol reaktantene og deres støkiometriske koeffisienter:

For SiO ₂ = 0,05 mol / 1 mol

Kvotient = 0,05

For C = 0,375 mol / 3 mol

Kvotient = 0,125

Fra sammenligningen av verdiene av kvotientene, kan det konkluderes med at den begrensende reaktant er SiO ₂ .

Metode 2

I den foregående reaksjon, blir massen produsert av SiC beregnes, da 3 g SiO ₂ benyttes og når det anvendes 4,5 g C

(3 g SiO ₂ ) x (1 mol SiO ₂ /60 g SiO ₂ ) x (1 mol SiC / 1 mol SiO ₂ ) x (40 g SiC / SiC 1 mol) = 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

Så mer SiC (silisiumkarbid) ville bli produsert hvis reaksjonen skjedde ved å konsumere alt karbon enn mengden produsert ved å konsumere hele SiO ₂ . Som konklusjon, SiO ₂ er det begrensende reagens, siden når all overflødig C er forbrukt, vil mer SiC bli generert.

eksempler

-Eksempel 1

0,5 mol aluminium omsettes med 0,9 mol klor (Cl ₂ ) for å danne aluminiumklorid (AlCl ₃ ): Hva er den begrensende reaktanten og hva er overskytende reaktant? Beregn massen til det begrensende reagenset og det overskytende reagenset

2 Al (s) + 3 Cl ₂ (g) => 2 AlCl ₃ (s)

Metode 1

Kvotientene mellom molene av reaktantene og de støkiometriske koeffisientene er:

For aluminium = 0,5 mol / 2 mol

Aluminiumskvotient = 0,25

For Cl ₂ = 0,9 mol / 3 mol

Cl _2- kvotient = 0,3

Da er det begrensende reagenset aluminium.

En lignende konklusjon oppnås hvis molene klor som kreves for å kombinere med 0,5 mol aluminium bestemmes.

Mol Cl ₂ = (0,5 mol av A) x (3 mol Cl ₂ /2 mol av A)

0,75 mol Cl ₂

Da det er et overskudd av Cl ₂ : 0,75 mol er nødvendig for å reagere med aluminiumet, og 0,9 mol er tilstede. Derfor er det et overskudd på 0,15 mol Cl2 _.

Det kan konkluderes med at det begrensende reagenset er aluminium

Beregning av massene til reaktantene

Begrensende reagensmasse:

Masse aluminium = 0,5 mol Al x 27 g / mol

13,5 g

Atommassen til Al er 27g / mol.

Masse overflødig reagens:

0,15 mol Cl ₂ forble

Masse av overskudd av Cl ₂ = 0,15 mol Cl ₂ x 70 g / mol

10,5 g

-Eksempel 2

Følgende ligning representerer reaksjonen mellom sølvnitrat og bariumklorid i vandig løsning:

2 AgNO ₃ (aq) + bacl ₂ (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO ₃ ) ₂ (aq)

I henhold til denne ligningen, hvis en løsning som inneholder 62,4 g AgNO ₃ blandes med en løsning som inneholder 53,1 g BaCl ₂ : a) Hva er det begrensende reagenset? b) Hvor mange av reaktantene forblir ikke omsatt? c) Hvor mange gram AgCl ble dannet?

Molekylvekter:

-AgNO ₃ : 169,9 g / mol

-BaCl ₂ : 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO ₃ ) ₂ : 261,9 g / mol

Metode 1

For å bruke Metode 1, som muliggjør identifisering av den begrensende reagens, er det nødvendig å bestemme antall mol AgNO ₃ og bacl ₂ til stede i reaksjonen.

Føflekker av AgNO ₃

Molekylvekt 169,9 g / mol

Masse = 62,4 g

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

0,367 mol

Mol av BaCl ₂

Molekylvekt = 208,9 g / mol

Masse = 53,1 g

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

0,254 mol

Bestemmelse av kvotientene mellom antall mol reaktantene og deres støkiometriske koeffisienter.

For AgNO ₃ = 0,367 mol / 2 mol

Kvotient = 0,184

For BaCl ₂ = 0,254 mol / 1 mol

Kvotient = 0,244

Basert på metode 1 tillater verdien av forholdene å identifisere AgNO ₃ som det begrensende reagenset.

Beregning av massen til overflødig reagens

Den støkiometriske balansen av reaksjonen viser at 2 mol AgNO ₃ reagere med ett mol av bacl _2.

Mol bacl ₂ = (0,367 mol AgNO ₃ ) x (1 mol bacl ₂ /2 mol AgNO ₃ )

0.1835 mol bacl ₂

Og molene av BaCl ₂ som ikke grep inn i reaksjonen, det vil si at de er i overkant, er:

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

Massen av BaCl ₂ i overkant:

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

Sammendrag:

Overskudd av reagens: BaCl ₂

Overskuddsmasse: 14,72 g

Beregning av gram AgCl produsert i reaksjonen

For å beregne massen på produktene blir beregningene gjort basert på det begrensende reagenset.

g AgCl = (62,4 g AgNO ₃ ) x (1 mol AgNO ₃ / 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO ₃ ) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
2. Flores J. (2002). Kjemi. Santillana Redaksjon
3. Wikipedia. (2018). Begrensende reagens: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21. august 2018). Begrensende reagenser. Kjemi LibreTexts. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
5. Støkiometri-begrensende reagenseksempler. Gjenopprettet fra: chemteam.info
6. Washington University. (2005). Begrensende reagenser. Gjenopprettet fra: chemistry.wustl.edu