Problem z omejevanjem reaktantov

EmirMemedovski / Getty Images

A uravnotežena kemijska enačba prikazuje molske količine reaktanti ki bosta reagirali skupaj in proizvedli molarne količine izdelkov . V resničnem svetu se reaktanti redko združijo v natančni potrebni količini. En reaktant bo popolnoma porabljen pred drugimi. Prvi porabljeni reaktant je znan kot ​ omejevalni reaktant . Drugi reaktanti se delno porabijo, preostala količina pa se šteje za 'presežek'. Ta primer problema prikazuje metodo za določanje mejnega reaktanta kemijske reakcije.

Primer težave

Natrijev hidroksid (NaOH) reagira s fosforno kislino (H₃PO₄), da nastane natrijev fosfat (Na₃PO₄) in vodo (H_dvaO) z reakcijo:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3H_dvaO(l)

Če 35,60 g NaOH reagira s 30,80 g H₃PO₄,

• a. Koliko gramov Na₃PO₄se oblikujejo?
• b. Kaj je omejevalni reaktant?
• c. Koliko gramov odvečnega reaktanta ostane, ko je reakcija končana?

Koristne informacije:

• Molska masa NaOH = 40,00 gramov
• Molska masa H₃PO₄= 98,00 gramov
• Molska masa Na₃PO₄= 163,94 gramov

rešitev

Če želite določiti mejni reaktant, izračunajte količino produkta, ki ga tvori vsak reaktant. Reaktant, ki proizvede najmanjšo količino produkta, je omejevalni reaktant.

Za določitev števila gramov Na₃PO₄oblikovano:

• gramov Na₃PO₄= (grami reaktanta) x (mol reaktanta/molska masa reaktanta) x (molsko razmerje: produkt/reaktant) x (molska masa produkta/molski produkt)

Količina Na₃PO₄nastal iz 35,60 gramov NaOH

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

Količina Na₃PO₄nastane iz 30,80 gramov H₃PO₄

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

Natrijev hidroksid tvori manj produkta kot fosforjeva kislina. To pomeni, da je bil natrijev hidroksid omejevalni reaktant in nastane 48,64 gramov natrijevega fosfata.

Za določitev količine presežek reaktanta preostalih, je potrebna uporabljena količina.

• grami uporabljenega reaktanta = (grami nastalega produkta) x (1 mol produkta/molska masa produkta) x ( molsko razmerje reaktanta/produkta) x (molska masa reaktanta)
• gramov H₃PO₄uporabljeno = (48,64 grama Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/1 mol)
• gramov H₃PO₄uporabljeno = 29,08 gramov

To število lahko uporabite za določitev preostale količine presežnega reaktanta.

• Grams H₃PO₄preostali = začetni grami H₃PO₄- gramov H₃PO₄rabljeno
• grami H₃PO₄preostalo = 30,80 gramov - 29,08 gramov
• grami H₃PO₄preostalo = 1,72 grama

Odgovori

Ko 35,60 g NaOH reagira s 30,80 g H₃PO₄,

• a. 48,64 gramov Na₃PO₄se oblikujejo.
• b. NaOH je bil omejevalni reaktant.
• c. 1,72 grama H₃PO₄ostanejo pri zaključku.