Ako vypočítať limitnú reaktant a teoretický výťažok

Poznať limitný reaktant na výpočet teoretického výťažku. Arne Pastoor/Getty Images

Limitujúcim reaktantom reakcie je reaktant, ktorý by sa minul ako prvý, ak by všetky reaktanty reagovali spolu. Akonáhle je limitujúci reaktant úplne spotrebovaný, reakcia by prestala prebiehať. The teoretický výťažok reakcie je množstvo produktov produkovaných, keď sa minie limitujúci reaktant. Toto fungovalo príklad chemického problému ukazuje, ako určiť limitný reaktant a vypočítať teoretický výťažok chemickej reakcie .

Problém obmedzenia reaktantov a teoretického výťažku

Je vám dané nasledujúca reakcia :

2 H_dva(g) + O_dva(g) -> 2H_dvaO(l)

Vypočítať:

a. stechiometrický pomer mólov H_dvado krtkov O_dva
b. a skutočných krtkov H_dvaku krtkom O_dvakeď 1,50 mol H_dvasa zmieša s 1,00 mol O_dva
c. limitujúci reaktant (H_dvaalebo O_dva) pre zmes v časti (b)
d. teoretický výťažok v móloch H_dvaO pre zmes v časti (b)

Riešenie

a. Stechiometrický pomer je daný použitím koeficienty z vyvážená rovnica . Koeficienty sú čísla uvedené pred každým vzorcom. Táto rovnica je už vyvážená, preto si pozrite časť tutoriál o vyrovnávacích rovniciach, ak potrebujete ďalšiu pomoc:

2 mol H_dva/mol O_dva

b. Skutočný pomer sa vzťahuje na počet krtkov v skutočnosti za predpokladu reakcie. To môže alebo nemusí byť rovnaké ako stechiometrický pomer. V tomto prípade je to inak:

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

c. Všimnite si, že skutočný pomer je menší ako požadovaný alebo stechiometrický pomer, čo znamená, že H_dvareagovať so všetkými O_dvaktorá bola poskytnutá. „Nedostatočná“ zložka (H_dva) je limitujúcim reaktantom. Ďalším spôsobom, ako to povedať, je povedať, že O_dvaje v prebytku. Keď reakcia prebehla do konca, všetky H_dvabudú spotrebované a zostane trochu O_dvaa produkt, H_dvaO.

d. Teoretický výnos je založený na výpočte použitím množstva limitujúceho reaktantu 1,50 mol H_dva. Vzhľadom na to, že 2 mol H_dvatvorí 2 mol H_dvaO, dostaneme:

teoretický výťažok H_dvaO = 1,50 molH_dvax 2 mol H_dvaO/2 molH_dva

teoretický výťažok H_dvaO = 1,50 molH_dvaO

Upozorňujeme, že jedinou požiadavkou na vykonanie tohto výpočtu je poznať množstvo limitujúceho reaktantu a pomer množstvo limitujúceho reaktantu do množstvo produktu .

Odpovede

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

Tipy na riešenie tohto typu problému

• Najdôležitejším bodom na zapamätanie je, že ide o molárny pomer medzi reaktantmi a produktmi. Ak máte uvedenú hodnotu v gramoch, musíte ju previesť na krtky. Ak budete požiadaní o zadanie čísla v gramoch, prepočítate späť z mólov použitých pri výpočte.
• Limitujúcim reaktantom nie je automaticky ten s najmenším počtom mólov. Povedzme napríklad, že v reakcii na výrobu vody máte 1,0 mólu vodíka a 0,9 mólu kyslíka. Ak ste sa nepozreli na stechiometrický pomer medzi reaktantmi, možno by ste si zvolili kyslík ako limitujúci reaktant, no vodík a kyslík reagujú v pomere 2:1, takže vodík by ste v skutočnosti spotrebovali oveľa skôr, ako by ste spotrebovali. zvýšiť kyslík.
• Keď budete požiadaní, aby ste uviedli množstvá, sledujte počet platných číslic. V chémii na nich vždy záleží!