Ako vypočítať limitný reaktant chemickej reakcie

Stanovenie limitujúcej reaktanty

Maskot / Getty Images

Chemické reakcie sa zriedka vyskytujú, keď presne správne množstvo reaktantov bude reagovať spolu za vzniku produktov. Jeden reaktant sa spotrebuje skôr, ako sa minie ďalší. Tento reaktant je známy ako limitujúci reaktant .

Stratégia

Toto je stratégia, ktorú treba dodržiavať pri určovaní ktorej reaktant je limitujúci reaktant .
Zvážte reakciu:
2 H_dva(g) + O_dva(g) -> 2H_dvaO(l)
Ak 20 gramov H_dvaplyn reaguje s 96 gramami O_dvaplyn,

• Ktorý reaktant je limitujúci reaktant?
• Koľko z prebytok reaktantu zvyšky?
• Koľko H_dvaO sa vyrába?

Aby ste určili, ktorý reaktant je limitujúcim reaktantom, najprv určte, koľko produktu by sa vytvorilo každým reaktantom, ak by sa všetok reaktant spotreboval. Reaktant, ktorý tvorí najmenšie množstvo produktu, bude limitujúcim reaktantom.

Vypočítajte výťažok každého reaktantu .

The molárne pomery medzi každým reaktantom a produktom sú potrebné na dokončenie výpočtu:
Molárny pomer medzi H_dvaa H_dvaO je 1 mol H_dva/1 mol H_dvaO
Molárny pomer medzi O_dvaa H_dvaO je 1 mol O_dva/2 mol H_dvaO
The molárne hmotnosti z každého reaktantu a produktu sú tiež potrebné:
molárna hmotnosť H_dva= 2 gramy
molárna hmotnosť O_dva= 32 gramov
molárna hmotnosť H_dvaO = 18 gramov
Koľko H_dvaO sa tvorí z 20 gramov H_dva?
gram H_dvaO = 20 gramov H_dvax (1 mol H_dva/2 g H_dva) x (1 mol H_dva0/1 mol H_dva) x (18 g H_dva0/1 mol H_dvaO)
Všetky jednotky okrem gramov H_dvaO zrušiť, odísť
gram H_dvaO = (20 x 1/2 x 1 x 18) gramov H_dvaO
gram H_dvaO = 180 gramov H_dvaO
Koľko H_dvaO sa tvorí z 96 gramov O_dva?
gram H_dvaO = 20 gramov H_dvax(1 mol O_dva/32 g O_dva) x (2 mol H_dva0/1 mol O_dva) x (18 g H_dva0/1 mol H_dvaO)
gram H_dvaO = (96 x 1/32 x 2 x 18) gramov H_dvaO
gram H_dvaO = 108 gramov O_dvaO

Oveľa viac vody sa vytvorí z 20 gramov H_dvaviac ako 96 gramov O_dva. Limitujúcim reaktantom je kyslík. Po 108 gramoch H_dvaVznikne O, reakcia sa zastaví. Na určenie množstva prebytočného H_dvazostávajúce, vypočítajte, koľko H_dvaje potrebný na výrobu 108 gramov H_dvaO.
gram H_dva= 108 gramov H_dvaOx (1 mol H_dvaO/18 gramov H_dvaO) x (1 mol H_dva/1 mol H_dvaVôl ( 2 gramy H_dva/1 mol H_dva)
Všetky jednotky okrem gramov H_dvazrušiť, odísť
gram H_dva= (108 x 1/18 x 1 x 2) gramov H_dva
gram H_dva= (108 x 1/18 x 1 x 2) gramov H_dva
gram H_dva= 12 gramov H_dva
Vyžaduje 12 gramov H_dvana dokončenie reakcie. Zostávajúca suma je
zostávajúce gramy = celkové gramy – použité gramy
zostávajúcich gramov = 20 gramov - 12 gramov
zostávajúcich gramov = 8 gramov
Prebytok H bude 8 gramov_dvaplyn na konci reakcie.
Na zodpovedanie otázky je dostatok informácií.
Limitujúcim reaktantom bol O_dva.
Bude tam 8 gramov H_dvazostávajúce.
Bude tam 108 gramov H_dvaO vzniknutý reakciou.

Nájdenie limitujúceho reaktantu je relatívne jednoduché cvičenie. Vypočítajte výťažok každého reaktantu, ako keby bol úplne spotrebovaný. Reaktant, ktorý produkuje najmenšie množstvo produktu, obmedzuje reakciu.

Viac

Ďalšie príklady nájdete v časti Problém s obmedzujúcim príkladom reaktantu a Problém chemickej reakcie vo vodnom roztoku . Otestujte si svoje nové zručnosti odpovedaním Otázky týkajúce sa teoretického výťažku a limitnej reakcie .

Zdroje

• Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P.W.G. Vogelova učebnica praktickej organickej chémie, 5. vydanie. Pearson, 1996, Essex, Spojené kráľovstvo
• Whitten, K.W., Gailey, K.D. a Davis, R.E. všeobecná chémia, 4. vydanie. Saunders College Publishing, 1992, Philadelphia.
• Zumdahl, Steven S. Chemické princípy , 4. vydanie. Houghton Mifflin Company, 2005, New York.