Problém s obmedzujúcim príkladom reaktantu

EmirMemedovski / Getty Images

A vyvážená chemická rovnica ukazuje molárne množstvá reaktanty ktoré budú spolu reagovať za vzniku molárneho množstva Produkty . V skutočnom svete sa reaktanty zriedka spájajú s presným potrebným množstvom. Jeden reaktant sa úplne spotrebuje skôr ako ostatné. Reaktant spotrebovaný ako prvý je známy ako limitujúci reaktant . Ostatné reaktanty sa čiastočne spotrebujú, pričom zostávajúce množstvo sa považuje za „nadbytočné“. Tento príklad problému demonštruje metódu na určenie limitného reaktantu chemickej reakcie.

Príklad problému

Hydroxid sodný (NaOH) reaguje s kyselinou fosforečnou (H₃PO₄) za vzniku fosforečnanu sodného (Na₃PO₄) a voda (H_dvaO) reakciou:

• 3 NaOH (vodný) + H₃PO₄(aq) -> Na₃PO₄(aq) + 3H_dvaO(l)

Ak 35,60 g NaOH reaguje s 30,80 g H₃PO₄,

• a. Koľko gramov Na₃PO₄sa tvoria?
• b. Čo je obmedzujúci reaktant?
• c. Koľko gramov prebytočného reaktantu zostáva, keď je reakcia dokončená?

Užitočná informácia:

• Molárna hmota NaOH = 40,00 gramov
• Molárna hmotnosť H₃PO₄= 98,00 gramov
• Molárna hmotnosť Na₃PO₄= 163,94 gramov

Riešenie

Na určenie limitujúceho reaktantu vypočítajte množstvo produktu vytvoreného každým reaktantom. Reaktant, ktorý produkuje najmenšie množstvo produktu, je limitujúcim reaktantom.

Na určenie počtu gramov Na₃PO₄tvoril:

• gram Na₃PO₄= (gramy reaktantu) x (mol reaktantu/molárna hmotnosť reaktantu) x (molárny pomer: produkt/reaktant) x (mólová hmotnosť produktu/mol produktu)

Množstvo Na₃PO₄vytvorený z 35,60 gramov NaOH

• gram 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

Množstvo Na₃PO₄vytvorený z 30,80 gramov H₃PO₄

• gram Na₃PO₄= (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98,00 gramov H₃PO₄x (1 mol Na₃PO₄/1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/1 mol Na₃PO₄)
• gram Na₃PO₄= 51,52 gramov

Hydroxid sodný vytvoril menej produktu ako kyselina fosforečná. To znamená, že hydroxid sodný bol limitujúcim reaktantom a vytvorilo sa 48,64 gramov fosforečnanu sodného.

Na určenie množstva prebytok reaktantu zostávajúce, je potrebné použité množstvo.

• gramy použitého reaktantu = (gramy vytvoreného produktu) x (1 mol produktu/molárna hmotnosť produktu) x ( molárny pomer reaktantu/produktu) x (mólová hmotnosť reaktantu)
• gramov H₃PO₄použité = (48,64 gramov Na₃PO₄x (1 mol Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/1 mol)
• gramov H₃PO₄použité = 29,08 gramov

Toto číslo sa môže použiť na určenie zostávajúceho množstva prebytočného reaktantu.

• Babička H₃PO₄zostávajúce = počiatočné gramy H₃PO₄- gramy H₃PO₄použité
• gram H₃PO₄zostávajúce = 30,80 gramov - 29,08 gramov
• gram H₃PO₄zostávajúcich = 1,72 gramov

Odpoveď

Keď 35,60 g NaOH reaguje s 30,80 g H₃PO₄,

• a. 48,64 gramov Na₃PO₄sa tvoria.
• b. NaOH bol limitujúcim reaktantom.
• c. 1,72 gramov H₃PO₄zostať po dokončení.