Ribojančio reagento pavyzdžio problema

EmirMemedovski / Getty Images

A subalansuota cheminė lygtis rodo molinius kiekius reagentai kurios reaguos kartu sudarydamos molinius kiekius Produktai . Realiame pasaulyje reagentai retai sujungiami su tiksliais reikalingais kiekiais. Vienas reagentas bus visiškai sunaudotas anksčiau nei kiti. Pirmiausia sunaudota reagentas yra žinomas kaip ribojantis reagentas . Kiti reagentai iš dalies sunaudojami, kai likęs kiekis laikomas „pertekliu“. Šis problemos pavyzdys parodo cheminės reakcijos ribojančio reagento nustatymo metodą.

Problemos pavyzdys

Natrio hidroksidas (NaOH) reaguoja su fosforo rūgštimi (H₃PO₄), kad susidarytų natrio fosfatas (Na₃PO₄) ir vanduo (H_duO) pagal reakciją:

• 3 NaOH(vandens) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(vandens) + 3H_duO(l)

Jei 35,60 gramų NaOH reaguoja su 30,80 gramų H₃PO₄,

• a. Kiek gramų Na₃PO₄susidaro?
• b. Kas yra ribojantis reagentas?
• c. Kiek gramų reagento pertekliaus lieka pasibaigus reakcijai?

Naudinga informacija:

• Molinė masė NaOH = 40,00 gramų
• H molinė masė₃PO₄= 98,00 gramų
• Na molinė masė₃PO₄= 163,94 gramo

Sprendimas

Norėdami nustatyti ribojantį reagentą, apskaičiuokite kiekvieno reagento susidarančio produkto kiekį. Reagentas, kuris gamina mažiausią produkto kiekį, yra ribojantis reagentas.

Norint nustatyti Na gramų skaičių₃PO₄suformuota:

• gramų Na₃PO₄= (reagento gramai) x (reagento molis / reagento molinė masė) x (molinis santykis: produktas / reagentas) x (produkto molinė masė / produkto molinė masė)

Na kiekis₃PO₄susidarė iš 35,60 gramų NaOH

• gramų Na₃PO₄= (35,60 g NaOH) x (1 molis NaOH/40,00 g NaOH) x (1 molis NaOH)₃PO₄/3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃PO₄/1 mol Na₃PO₄)
• gramų Na₃PO₄= 48,64 gramo

Na kiekis₃PO₄susidarė iš 30,80 gramų H₃PO₄

• gramų Na₃PO₄= (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98,00 gramų H₃PO₄) x (1 molis Na₃PO₄/1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/1 mol Na₃PO₄)
• gramų Na₃PO₄= 51,52 gramo

Natrio hidroksidas sudarė mažiau produkto nei fosforo rūgštis. Tai reiškia, kad natrio hidroksidas buvo ribojantis reagentas ir susidaro 48,64 g natrio fosfato.

Norėdami nustatyti kiekį reagento perteklius likę, reikia panaudoto kiekio.

• panaudoto reagento gramai = (susidarančio produkto gramai) x (1 molis produkto / produkto molinė masė) x ( molinis santykis reagento / produkto) x (reagento molinė masė)
• gramų H₃PO₄panaudota = (48,64 gramo Na₃PO₄) x (1 molis Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/1 mol)
• gramų H₃PO₄naudota = 29,08 gramai

Šis skaičius gali būti naudojamas norint nustatyti likusį reagento pertekliaus kiekį.

• Gramai H₃PO₄likę = pradiniai gramai H₃PO₄- gramai H₃PO₄naudojamas
• gramai H₃PO₄likę = 30,80 gramai - 29,08 gramai
• gramai H₃PO₄likęs = 1,72 gramo

Atsakymas

Kai 35,60 g NaOH reaguoja su 30,80 g H₃PO₄,

• a. 48,64 g Na₃PO₄susidaro.
• b. NaOH buvo ribojantis reagentas.
• c. 1,72 gramo H₃PO₄lieka baigti.