Kako izračunati mejni reaktant in teoretični izkoristek

Poznajte mejni reaktant za izračun teoretičnega izkoristka. Arne Pastoor/Getty Images

Omejitveni reaktant reakcije je reaktant, ki bi prvi zmanjkal, če bi vsi reaktanti reagirali skupaj. Ko je omejevalni reaktant popolnoma porabljen, bi reakcija prenehala napredovati. The teoretični donos reakcije je količina produktov, ki nastanejo, ko zmanjka omejitvenega reaktanta. To je delovalo primer kemijskega problema prikazuje, kako določiti mejni reaktant in izračunati teoretični izkoristek kemijske reakcije .

Problem omejitve reaktanta in teoretičnega izkoristka

Dani ste naslednjo reakcijo :

2 H_dva(g) + O_dva(g) → 2 H_dvaO(l)

Izračunajte:

a. stehiometrično razmerje molov H_dvado madeži O_dva
b. the dejanski madeži H_dvamolom O_dvako je 1,50 mol H_dvase zmeša z 1,00 mol O_dva
c. omejevalni reaktant (H_dvaali O_dva) za mešanico v delu (b)
d. teoretični izkoristek, v molih, H_dvaO za zmes v delu (b)

rešitev

a. Stehiometrično razmerje je podano z uporabo koeficientov od uravnotežena enačba . Koeficienti so številke, navedene pred vsako formulo. Ta enačba je že uravnotežena, zato si oglejte vadnica o uravnoteženju enačb, če potrebujete dodatno pomoč:

2 mol H_dva/mol O_dva

b. Dejansko razmerje se nanaša na število molov dejansko poskrbel za reakcijo. To je lahko ali pa tudi ne enako kot stehiometrično razmerje. V tem primeru je drugače:

1,50 mol H_dva/ 1,00 mol O_dva= 1,50 mol H_dva/mol O_dva

c. Upoštevajte, da je dejansko razmerje manjše od zahtevanega ali stehiometričnega razmerja, kar pomeni, da ni dovolj H_dvareagirati z vsemi O_dvaki je bilo zagotovljeno. „Nezadostna“ komponenta (H_dva) je omejevalni reaktant. Drugače bi lahko rekli, da O_dvaje v presežku. Ko se reakcija konča, se vsi H_dvabo porabljen, pri čemer bo ostalo nekaj O_dvain izdelek, H_dvaO.

d. Teoretični izkoristek temelji na izračunu z uporabo količine omejujočega reaktanta , 1,50 mol H_dva. Glede na to, da 2 mol H_dvatvori 2 mol H_dvaO, dobimo:

teoretični donos H_dvaO = 1,50 molH_dvax 2 mol H_dvaO / 2 molH_dva

teoretični donos H_dvaO = 1,50 molH_dvaO

Upoštevajte, da je edina zahteva za izvedbo tega izračuna poznavanje količine omejujočega reaktanta in razmerje med količino omejujočega reaktanta do količino izdelka .

odgovori

a. 2 mol H_dva/mol O_dva
b. 1,50 mol H_dva/mol O_dva
c. H_dva
d. 1,50 molH_dvaO

Nasveti za reševanje te vrste težav

• Najpomembnejša točka, ki si jo morate zapomniti, je, da imate opravka z molskim razmerjem med reaktanti in produkti. Če vam je dana vrednost v gramih, jo morate pretvoriti v mole. Če morate navesti število v gramih, pretvorite nazaj iz molov, uporabljenih v izračunu.
• Omejitveni reaktant ni samodejno tisti z najmanjšim številom molov. Recimo, da imate 1,0 mola vodika in 0,9 mola kisika v reakciji, da nastane voda. Če ne bi pogledali stehiometričnega razmerja med reaktanti, bi morda izbrali kisik kot omejevalni reaktant, vendar pa vodik in kisik reagirata v razmerju 2:1, tako da bi dejansko porabili vodik veliko prej, kot bi ga porabili povečati kisik.
• Ko vas prosimo, da navedete količine, pazite na število pomembnih številk. V kemiji so vedno pomembni!