Reagente limitante ed eccessivo

Quali sono il reagente limitante ed eccessivo?

In una reazione chimica, il Reagente limitante È uno che viene consumato completamente e determina quanta massa di prodotti si forma. Lui reagente in eccesso È quello che non reagisce completamente dopo che il reagente limitante è stato consumato e lasciato.

In molte reazioni, esiste un eccesso di reagente per garantire che l'intero reagente di interesse reagisca.

Ad esempio, se A reagisce con B per produrre C, e si desidera reagire completamente, viene aggiunto un eccesso di B. Tuttavia, la sintesi e i criteri scientifici ed economici, sono quelli che decidono se un eccesso di A o B è conveniente.

Il reagente limitante determina la quantità di prodotto che può essere formata nella reazione chimica. Pertanto, se è noto quanto ha reagito da a, viene determinato immediatamente quanto è stato formato da c. Il reagente in eccesso non rivela mai gli importi formati dal prodotto.

Se consumato sia e b nella reazione, si parla di una miscela equimolare di A e B.

In pratica, tuttavia, non è facile garantire che ci siano uguali numeri di moli o equivalenti di tutti i reagenti. In questo caso, uno dei due, A o B, può essere utilizzato per calcolare la quantità formata da C.

Come vengono calcolati i reagenti limitanti ed eccessivi?

Esistono molti modi per identificare e calcolare la quantità di reagente limitante che può intervenire nella reazione. Una volta calcolati, gli altri reagenti sono eccessivamente.

Un metodo che consente di identificare ciò che il reagente limitante è descritto di seguito e si basa sul confronto della proporzione di reagenti con la relazione stechiometrica.

Metodo 1

Una reazione chimica può schematizzare come segue:

ax +by => cz

Dove x, y y z rappresenta il numero di moli di ciascun reagente e prodotto. Nel frattempo, A, B e C rappresentano i loro coefficienti stechiometrici, derivanti dall'equilibrio chimico delle reazioni.

Può servirti: qual è l'equivalente meccanico del calore?

Se si ottengono il quoziente (x/a) e il quoziente (y/b), quel reagente che ha il minimo quoziente è il reagente limitante.

Quando vengono calcolati i quozienti indicati, vengono stabilite la relazione tra il numero di moli presenti nella reazione (x, y y z) e il numero di moli coinvolte, rappresentate dai coefficienti stechiometrici dei reagenti (A e B).

Pertanto, minore è il quoziente indicato per un reagente, maggiore è il deficit di quel reagente per concludere la reazione. E quindi, è il reagente limitante.

Esempio

Sio₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g di siO vengono reagiti₂ (ossido di silicio) con 4,5 g di C (carbonio).

Moli di siO₂

Massa = 3 g

Peso molecolare = 60 g/mol

Numero di moli di siO₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 moli

Numero di Mo

Massa = 4,5 g

Peso atomico = 12 g/mol

Numero di moli di c = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 moli

Rapporto tra il numero di moli dei reagenti e i loro coefficienti stechiometrici:

Per il siO₂ = 0,05 moli / 1 Mol

Quoziente = 0,05

Per c = 0,375 moli / 3 moli

Quoziente = 0,125

Dal confronto dei valori del quoziente, si può concludere che il reagente limitante è il SIO₂.

Metodo 2

La reazione precedente viene calcolata la massa prodotta da SIC, quando vengono utilizzati 3 g di SIO₂ e quando vengono utilizzati 4,5 g di C

(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 di SIC

(4,5 g c) x (3 mol c/ 36 g c) x (1 mol di siC/ 3 mol di c) x (40 g SiC/ 1 mol di SIC) = 5 g di SIC

Quindi, si verificherebbe più SIC (carburo di silicio) se la reazione si verifica consumando tutto il carbonio rispetto alla quantità prodotta quando l'intero SIO viene consumato₂. In conclusione, il SIO₂ È il reagente limitante, da quando tutto l'eccesso di C veniva consumato più SIC.

Può servirti: affitto alogenuro: proprietà, ottenimento, esempi

Esempi

Esempio 1

Vengono reagiti 0,5 moli di alluminio con 0,9 moli di cloro (CL₂) Per formare cloruro di alluminio (ALCL₃): Qual è il reagente limitante e qual è il reagente in eccesso? Calcola la massa del reagente limitante e il reagente in eccesso

2 a (s) +3 CL₂(g) => 2 Alcl₃(S)

Metodo 1

I quozienti tra le moli dei reagenti e i coefficienti stechiometrici sono:

Per alluminio = 0,5 moli/2 moli

Quoziente in alluminio = 0,25

Per il cl₂ = 0,9 moli/3 moli

Cliente del CL₂ = 0.3

Quindi, il reagente limitante è in alluminio.

Viene raggiunta una conclusione simile, se sono determinate le moli di cloro che sono necessarie per combinarsi con le 0,5 moli di alluminio.

Moli di cl₂ = (0,5 moli di al) x (3 moli di Cl₂/2 moli di al)

0,75 moli di CL₂

Poi c'è un eccesso di CL₂: 0,75 moli sono necessari per reagire con l'alluminio e sono presenti 0,9 moli. Pertanto, esiste un eccesso di 0,15 moli di CL_2.

Si può concludere che il reagente limitante è in alluminio.

Calcolo delle masse del reagente

Limitazione della massa del reagente:

Massa in alluminio = 0,5 moli di al x 27 g/mol

13,5 g.

La massa atomica di A è di 27 g/mol.

Massa di reagente in eccesso:

0,15 moli di CL₂

Cl Mass₂ Sinistra₂ x 70 g/mol

10,5 g

Esempio 2

La seguente equazione rappresenta la reazione tra nitrato d'argento e cloruro di bario in soluzione acquosa:

2 AGNO₃ (AC) +Bacl₂ (AC) => 2 AgCl (S) +BA (NO₃)₂ (AC)

Secondo questa equazione, se una soluzione contenente 62,4 g di agno₃ Si mescola con una soluzione contenente 53,1 g di bacl₂: a) Qual è il reagente limitante?, b) quanti di quale reagente non reagiscono?, c) Quanti grammi di AgCl sono stati formati?

Può servirti: boroidride di sodio (NABH4): struttura, proprietà, usi

Pesi molecolari:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AGCL: 143,4 g/mol

-Bagno₃)₂: 261,9 g/mol

Metodo 1

Per applicare il metodo 1, che consente l'identificazione del reagente limitante, è necessario determinare le moli di agno₃ e Bacl₂ presente nella reazione.

Moli di agno₃

Peso molecolare = 169,9 g/mol

Massa = 62,4 g

Numero di moli = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0.367 talpe

Moli di bacl₂

Peso molecolare = 208,9 g/mol

Massa = 53,1 g

Numero di moli = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 talpe

Determinazione dei quozienti tra il numero di moli dei reagenti e i loro coefficienti stechiometrici.

Per l'agno₃ = 0,367 moli / 2 moli

Quoziente = 0,184

Per il bacl₂ = 0,254 moli / 1 Mol

Quoziente = 0,254

Sulla base del metodo 1, il valore dei quozienti consente di identificare l'agno₃ Come il reagente limitante.

Calcolo della massa del reagente in eccesso

L'equilibrio stechiometrico della reazione indica che 2 moli di agno₃ reagire con 1 moli di bacl_2.

Moli di bacl₂= (0,367 moli di agno₃) X (1 mol Bacl₂/ 2 moli di agno₃)

0,1835 moli di bacl₂

E le moli di Bacl₂  Ciò non è intervenuto nella reazione, cioè sono in eccesso:

0,254 moli - 0,1835 moli = 0,0705 moli

Mass Bacl₂ in eccesso:

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

Riepilogo:

Reagente in eccesso: Bacl₂

Massa in eccesso: 14,72 g

Calcolo dei grammi di AgCl prodotti nella reazione

Per calcolare la massa dei prodotti, i calcoli vengono effettuati in base al reagente limitante.

G di AgCl = (62,4 g di Agno₃) X (1 mol agno₃/169,9 g) x (2 mol AgCl/2 mol Agno₃) X (142,9 g/mol di AGCL)

52,48 g

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. Chimica (8.ª ed.). Apprendimento del Cengage.
2. Fiori j. Chimica. Editoriale di Santillana