Kaip apskaičiuoti cheminės reakcijos reagento ribą

Ribuojančio reagento nustatymas

Maskot / Getty Images

Cheminės reakcijos retai įvyksta, kai tiksliai tinkamas kiekis reagentų sureaguos kartu ir sudarys produktus. Vienas reagentas bus sunaudotas prieš pasibaigiant kitam. Šis reagentas yra žinomas kaip ribojantis reagentas .

Strategija

Tai yra strategija, kurios reikia laikytis nustatant, kuri reagentas yra ribojantis reagentas .
Apsvarstykite reakciją:
2 H_du(g) + O_du(g) → 2 H_duO(l)
Jei 20 gramų H_dudujos reaguoja su 96 gramais O_dudujos,

• Kuris reagentas yra ribojantis reagentas?
• Kiek iš reagento perteklius lieka?
• Kiek H_duO gaminamas?

Norėdami nustatyti, kuris reagentas yra ribojantis reagentas, pirmiausia nustatykite, kiek produkto sudarytų kiekvienas reagentas, jei būtų sunaudota visa reagentas. Reagentas, kuris sudaro mažiausią produkto kiekį, bus ribojantis reagentas.

Apskaičiuokite kiekvieno reagento išeiga .

The moliniai santykiai tarp kiekvienos reagento ir produkto reikalingi skaičiavimai:
Molinis santykis tarp H_duir H_duO yra 1 molis H_du/1 mol H_duO
Molinis santykis tarp O_duir H_duO yra 1 molis O_du/2 mol H_duO
The molinės masės Taip pat reikia kiekvieno reagento ir produkto:
molinė masė H_du= 2 gramai
O molinė masė_du= 32 gramai
molinė masė H_duO = 18 gramų
Kiek H_duO susidaro iš 20 gramų H_du?
gramai H_duO = 20 gramų H_dux (1 mol H_du/2 g H_du) x (1 mol H_duO/1 mol H_du) x (18 g H_duO/1 mol H_duO)
Visi vienetai, išskyrus gramus H_duO atšaukti, išvykti
gramai H_duO = (20 x 1/2 x 1 x 18) gramai H_duO
gramai H_duO = 180 gramų H_duO
Kiek H_duO susidaro iš 96 gramų O_du?
gramai H_duO = 20 gramų H_dux(1 mol O_du/32 g O_du) x (2 mol H_duO/1 mol O_du) x (18 g H_duO/1 mol H_duO)
gramai H_duO = (96 x 1/32 x 2 x 18) gramai H_duO
gramai H_duO = 108 gramai O_duO

Iš 20 gramų H susidaro daug daugiau vandens_dunei 96 gramai O_du. Deguonis yra ribojantis reagentas. Po 108 gramų H_duO susidaro, reakcija sustoja. Norėdami nustatyti pertekliaus H kiekį_dulikę, apskaičiuokite, kiek H_dureikia pagaminti 108 gramus H_duO.
gramai H_du= 108 gramai H_duO x (1 mol H_duO/18 gramų H_duO) x (1 mol H_du/1 mol H_duJautis ( 2 gramai H_du/1 mol H_du)
Visi vienetai, išskyrus gramus H_duatšaukti, išvykti
gramai H_du= (108 x 1/18 x 1 x 2) gramai H_du
gramai H_du= (108 x 1/18 x 1 x 2) gramai H_du
gramai H_du= 12 gramų H_du
Tam reikia 12 gramų H_duužbaigti reakciją. Likusi suma yra
likę gramai = bendri gramai – panaudoti gramai
likę gramai = 20 gramų - 12 gramų
likę gramai = 8 gramai
Bus 8 gramai H pertekliaus_dudujos reakcijos pabaigoje.
Informacijos pakanka atsakyti į klausimą.
Ribojantis reagentas buvo O_du.
Bus 8 gramai H_dulikę.
Bus 108 gramai H_duO susidarė reakcijos metu.

Ribuojančio reagento radimas yra gana paprastas pratimas. Apskaičiuokite kiekvieno reagento išeigą, tarsi ji būtų visiškai sunaudota. Reagentas, kuris gamina mažiausią produkto kiekį, riboja reakciją.

Daugiau

Norėdami gauti daugiau pavyzdžių, patikrinkite Ribojančio reagento pavyzdžio problema ir Vandeninio tirpalo cheminės reakcijos problema . Išbandykite savo naujus įgūdžius atsakydami Teoriniai derlingumo ir ribinės reakcijos testo klausimai .

Šaltiniai

• Vogelis, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smithas, P. W. G. Vogelio praktinės organinės chemijos vadovėlis, 5-asis leidimas. Pearsonas, 1996 m., Eseksas, JK
• Whitten, K.W., Gailey, K.D. ir Davis, R.E. Bendroji chemija, 4-asis leidimas. Saunders College Publishing, 1992, Filadelfija.
• Zumdahlas, Stevenas S. Cheminiai principai , 4-asis leidimas. „Houghton Mifflin Company“, 2005 m., Niujorkas.