Das begrenzende Reagenz Es ist dasjenige, das vollständig verbraucht ist und bestimmt, wie viel Masse von Produkten bei einer chemischen Reaktion gebildet wird; während das überschüssige Reagenz eines ist, das nicht vollständig reagiert, nachdem das limitierende Reagenz verbraucht wurde.
Bei vielen Reaktionen wird nach einem Überschuss eines Reagenz gesucht, um sicherzustellen, dass das gesamte interessierende Reagenz reagiert. Wenn beispielsweise A mit B unter Bildung von C reagiert und es erwünscht ist, dass A vollständig reagiert, wird ein Überschuss an B hinzugefügt. Die Synthese sowie wissenschaftliche und wirtschaftliche Kriterien entscheiden jedoch darüber, ob ein Überschuss an A angemessen ist oder nicht von B..
Das limitierende Reagenz bestimmt die Menge an Produkt, die bei der chemischen Reaktion gebildet werden kann. Wenn bekannt ist, wie viel A reagiert hat, wird sofort bestimmt, wie viel C gebildet wurde. Der überschüssige Reaktant zeigt niemals die Mengen des gebildeten Produkts..
Was ist, wenn sowohl A als auch B in der Reaktion verbraucht werden? Dann sprechen wir von einer äquimolaren Mischung von A und B. In der Praxis ist es jedoch keine leichte Aufgabe, sicherzustellen, dass alle Reaktanten die gleiche Anzahl von Molen oder Äquivalenten aufweisen; In diesem Fall kann entweder A oder B verwendet werden, um die Menge an gebildetem C zu berechnen.
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Es gibt viele Möglichkeiten, die Menge des limitierenden Reagens zu identifizieren und zu berechnen, die an der Reaktion beteiligt sein kann. Einmal berechnet, sind die anderen Reagenzien im Überschuss.
Ein Verfahren, das es ermöglicht, anhand des Vergleichs des Anteils der Reagenzien mit dem stöchiometrischen Verhältnis zu identifizieren, welches das limitierende Reagenz ist, ist das nachstehend beschriebene.
Eine chemische Reaktion kann wie folgt umrissen werden:
aX + bY => cZ
Wobei X, Y und Z die Molzahl jedes Reaktanten und Produkts darstellen. Während a, b und c ihre stöchiometrischen Koeffizienten darstellen, die sich aus dem chemischen Gleichgewicht der Reaktionen ergeben.
Wenn der Quotient (X / a) und der Quotient (Y / b) erhalten werden, ist der Reaktant mit dem niedrigeren Quotienten der limitierende Reaktant.
Wenn die angegebenen Quotienten berechnet werden, wird die Beziehung zwischen der Anzahl der in der Reaktion vorhandenen Mol (X, Y und Z) und der Anzahl der an der Reaktion beteiligten Mol hergestellt, dargestellt durch die stöchiometrischen Koeffizienten der Reaktanten (a und b) ).
Je niedriger der für ein Reagenz angegebene Quotient ist, desto größer ist daher das Defizit dieses Reagens, um die Reaktion zu vervollständigen. und deshalb ist es der limitierende Reaktant.
Jazwei(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COzwei(G)
3 g SiO werden umgesetztzwei (Siliciumoxid) mit 4,5 g C (Kohlenstoff).
Mol SiOzwei
Masse = 3 g
Molekulargewicht = 60 g / mol
Molzahl SiOzwei = 3 g / (60 g / mol)
0,05 Mol
Molzahl von C.
Masse = 4,5 g
Atomgewicht = 12 g / mol
Molzahl C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 Mol
Quotient zwischen der Molzahl der Reaktanten und ihren stöchiometrischen Koeffizienten:
Für SiOzwei = 0,05 Mol / 1 Mol
Quotient = 0,05
Für C = 0,375 Mol / 3 Mol
Quotient = 0,125
Aus dem Vergleich der Werte der Quotienten kann geschlossen werden, dass der limitierende Reaktant SiO istzwei.
Die aus SiC erzeugte Masse wird aus der vorherigen Reaktion berechnet, wenn 3 g SiO verwendet werdenzwei und bei Verwendung der 4,5 g C.
(3 g SiOzwei) x (1 Mol SiOzwei/ 60 g SiOzwei) x (1 Mol SiC / 1 Mol SiOzwei) 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 SiC) = 5 g SiC
Es würde also mehr SiC (Siliciumcarbid) erzeugt, wenn die Reaktion durch Verbrauch des gesamten Kohlenstoffs stattfinden würde als die Menge, die durch den Verbrauch des gesamten SiO erzeugt wirdzwei. Zusammenfassend ist das SiOzwei ist das limitierende Reagenz, da, wenn das gesamte überschüssige C verbraucht ist, mehr SiC erzeugt würde.
0,5 Mol Aluminium werden mit 0,9 Mol Chlor (Clzwei) unter Bildung von Aluminiumchlorid (AlCl3): Was ist der limitierende Reaktant und was ist der überschüssige Reaktant? Berechnen Sie die Masse des limitierenden Reagenzes und des überschüssigen Reagenzes
2 Al (s) + 3 Clzwei(g) => 2 AlCl3(s)
Die Quotienten zwischen den Molen der Reaktanten und den stöchiometrischen Koeffizienten sind:
Für Aluminium = 0,5 Mol / 2 Mol
Aluminiumquotient = 0,25
Für Clzwei = 0,9 Mol / 3 Mol
Cl-Quotientzwei = 0,3
Dann ist das limitierende Reagenz Aluminium.
Eine ähnliche Schlussfolgerung wird gezogen, wenn die Mol Chlor bestimmt werden, die erforderlich sind, um sich mit den 0,5 Mol Aluminium zu verbinden.
Mol Clzwei = (0,5 Mol Al) x (3 Mol Clzwei/ 2 Mol Al)
0,75 Mol Clzwei
Dann gibt es einen Überschuss an Clzwei: 0,75 Mol sind erforderlich, um mit Aluminium zu reagieren, und 0,9 Mol sind vorhanden. Daher gibt es einen Überschuss von 0,15 Mol Clzwei.
Es kann gefolgert werden, dass das limitierende Reagenz Aluminium ist
Begrenzung der Reagenzienmasse:
Aluminiummasse = 0,5 Mol Al x 27 g / Mol
13,5 g.
Die Atommasse von Al beträgt 27 g / mol.
Masse des überschüssigen Reagenz:
0,15 Mol Clzwei
Cl Massezwei Überschuss = 0,15 Mol Clzwei x 70 g / mol
10,5 g
Die folgende Gleichung stellt die Reaktion zwischen Silbernitrat und Bariumchlorid in wässriger Lösung dar:
2 AgNO3 (ac) + BaClzwei (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)zwei (ac)
Nach dieser Gleichung, wenn eine Lösung 62,4 g AgNO enthält3 wird mit einer Lösung gemischt, die 53,1 g BaCl enthältzwei: a) Was ist das limitierende Reagenz? b) Wie viele von welchen Reaktanten bleiben nicht umgesetzt? c) Wie viele Gramm AgCl wurden gebildet??
Molekulargewichte:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaClzwei: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Bad3)zwei: 261,9 g / mol
Um Methode 1 anzuwenden, mit der das limitierende Reagenz identifiziert werden kann, müssen die Mol AgNO bestimmt werden3 und BaClzwei in der Reaktion vorhanden.
AgNO-Mol3
Molekulargewicht 169,9 g / mol
Masse = 62,4 g
Molzahl = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 Mol
Mol BaClzwei
Molekulargewicht = 208,9 g / mol
Masse = 53,1 g
Molzahl = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 Mol
Bestimmung der Quotienten zwischen der Molzahl der Reaktanten und ihren stöchiometrischen Koeffizienten.
Für AgNO3 = 0,367 Mol / 2 Mol
Quotient = 0,184
Für das BaClzwei = 0,254 Mol / 1 Mol
Quotient = 0,254
Basierend auf Methode 1 ermöglicht der Wert der Verhältnisse die Identifizierung von AgNO3 als limitierendes Reagenz.
Das stöchiometrische Gleichgewicht der Reaktion zeigt 2 Mol AgNO an3 mit 1 Mol BaCl reagierenzwei.
Mol BaClzwei= (0,367 Mol AgNO3) x (1 Mol BaClzwei/ 2 Mol AgNO3)
0,1835 Mol BaClzwei
Und die Mol BaClzwei die nicht in die Reaktion eingegriffen haben, das heißt, die im Übermaß sind:
0,254 Mol - 0,1835 Mol = 0,0705 Mol
BaCl-Massezwei im Übermaß:
0,0705 mol × 208,9 g / mol = 14,72 g
Fortsetzen:
Überschüssiges Reagenz: BaClzwei
Überschüssige Masse: 14,72 g
Um die Masse der Produkte zu berechnen, werden die Berechnungen basierend auf dem Grenzreagenz durchgeführt.
g 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
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