Kako izračunati mejni reaktant kemijske reakcije

Določanje mejnega reaktanta

Maskota / Getty Images

Kemijske reakcije se redko zgodijo, ko točno prava količina reaktantov reagira skupaj in tvori produkte. En reaktant bo porabljen, preden zmanjka drugega. Ta reaktant je znan kot omejevalni reaktant .

Strategija

To je strategija, ki ji je treba slediti pri določanju reaktant ali je omejevalni reaktant .
Razmislite o reakciji:
2 H_dva(g) + O_dva(g) → 2 H_dvaO(l)
Če 20 gramov H_dvaplin reagira s 96 grami O_dvaplin,

• Kateri reaktant je mejni reaktant?
• Koliko od presežek reaktanta ostanki?
• Koliko H_dvaO se proizvaja?

Da bi ugotovili, kateri reaktant je omejevalni reaktant, najprej ugotovite, koliko produkta bi tvoril vsak reaktant, če bi porabili ves reaktant. Reaktant, ki tvori najmanjšo količino produkta, bo omejevalni reaktant.

Izračunajte izkoristek vsakega reaktanta .

The molska razmerja med vsakim reaktantom in produktom so potrebni za dokončanje izračuna:
Molsko razmerje med H_dvain H_dvaO je 1 mol H_dva/1 mol H_dvaO
Molsko razmerje med O_dvain H_dvaO je 1 mol O_dva/2 mol H_dvaO
The molske mase vsakega reaktanta in produkta so potrebni tudi:
molska masa H_dva= 2 grama
molska masa O_dva= 32 gramov
molska masa H_dvaO = 18 gramov
Koliko H_dvaO nastane iz 20 gramov H_dva?
grami H_dvaO = 20 gramov H_dvax (1 mol H_dva/2 g H_dva) x (1 mol H_dvaO/1 mol H_dva) x (18 g H_dvaO/1 mol H_dvaO)
Vse enote razen gramov H_dvaO preklic, odhod
grami H_dvaO = (20 x 1/2 x 1 x 18) gramov H_dvaO
grami H_dvaO = 180 gramov H_dvaO
Koliko H_dvaO nastane iz 96 gramov O_dva?
grami H_dvaO = 20 gramov H_dvax(1 mol O_dva/32 g O_dva) x (2 mol H_dvaO/1 mol O_dva) x (18 g H_dvaO/1 mol H_dvaO)
grami H_dvaO = (96 x 1/32 x 2 x 18) gramov H_dvaO
grami H_dvaO = 108 gramov O_dvaO

Iz 20 gramov H nastane veliko več vode_dvakot 96 gramov O_dva. Kisik je omejevalni reaktant. Po 108 gramih H_dvaO tvori, reakcija se ustavi. Za določitev količine presežka H_dvaostalo, izračunajte, koliko H_dvaje potreben za proizvodnjo 108 gramov H_dvaO.
grami H_dva= 108 gramov H_dvaO x (1 mol H_dvaO/18 gramov H_dvaO) x (1 mol H_dva/1 mol H_dvaO) x ( 2 grama H_dva/1 mol H_dva)
Vse enote razen gramov H_dvaodpovedati, zapustiti
grami H_dva= (108 x 1/18 x 1 x 2) gramov H_dva
grami H_dva= (108 x 1/18 x 1 x 2) gramov H_dva
grami H_dva= 12 gramov H_dva
Potrebuje 12 gramov H_dvada dokončate reakcijo. Preostali znesek je
preostali grami = skupni grami - uporabljeni grami
preostali grami = 20 gramov - 12 gramov
preostali grami = 8 gramov
Presežek H bo 8 gramov_dvaplin na koncu reakcije.
Za odgovor na vprašanje je dovolj informacij.
Omejevalni reaktant je bil O_dva.
Tam bo 8 gramov H_dvapreostalih.
H bo 108 gramov_dvaO nastane z reakcijo.

Iskanje mejnega reaktanta je razmeroma preprosta naloga. Izračunajte izkoristek vsakega reaktanta, kot da bi bil popolnoma porabljen. Reaktant, ki proizvede najmanjšo količino produkta, omeji reakcijo.

več

Za več primerov si oglejte Problem z omejevanjem reaktantov in Problem kemijske reakcije v vodni raztopini . Preizkusite svoje nove veščine tako, da odgovorite Teoretični izkoristek in testna vprašanja o omejitvi reakcije .

Viri

• Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. Voglov učbenik praktične organske kemije, 5. izdaja. Pearson, 1996, Essex, U.K.
• Whitten, K.W., Gailey, K.D. in Davis, R.E. Splošna kemija, 4. izdaja. Saunders College Publishing, 1992, Philadelphia.
• Zumdahl, Steven S. Kemijska načela , 4. izdaja. Podjetje Houghton Mifflin, 2005, New York.