Mahnazmezon

Cum se calculează reacția de limitare a unei reacții chimice

Ştiinţă
Share

Reacțiile chimice apar rar atunci când cantitatea corectă de reactanți vor reacționa împreună pentru a forma produse. Un reactant va fi folosit înainte de a se termina. Acest reactant este cunoscut sub numele de reactant limitativ.

Strategie

Aceasta este o strategie de urmat atunci când se determină care este reactivul care limitează.
Luați în considerare reacția:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O (l)
Dacă 20 de grame de H2 gazul reacționează cu 96 de grame de O2 gaz,

  • Care reactant este reactivul limitativ?
  • Cât rămâne din excesul de reactant?
  • Cât de mult H2O este produs?

Pentru a determina care reactant este reactivul limitativ, mai întâi determinați cât de mult produs ar fi format de fiecare reactant dacă tot reactantul ar fi consumat. Reactivul care formează cea mai mică cantitate de produs va fi reactivul limitativ.

Calculați randamentul fiecărui reactant.

Raporturile alunițe dintre fiecare reactant și produs sunt necesare pentru a completa calculul:
Raportul molar între H2 si H2O este 1 mol H2/ 1 mol H2O
Raportul molar între O2 si H2O este 1 mol O2/ 2 mol H2O
Masele molare ale fiecărui reactant și produs sunt, de asemenea, necesare:
masa molară de H2 = 2 grame
masa molară de O2 = 32 grame
masa molară de H2O = 18 grame
Cât de mult H2O este format din 20 grame H2?
grame H2O = 20 grame H2 x (1 mol H2/ 2 g H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
Toate unitățile, cu excepția gramelor H2O anulează, plecând
grame H2O = (20 x 1/2 x 1 x 18) grame H2O
grame H2O = 180 grame H2O
Cât de mult H2O este format din 96 grame O2?
grame H2O = 20 grame H2 x (1 mol O2/ 32 g O2) x (2 mol H2O / 1 mol O2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
grame H2O = (96 x 1/32 x 2 x 18) grame H2O
grame H2O = 108 grame O2O

Se formează mult mai multă apă din 20 de grame de H2 decât 96 grame de O2. Oxigenul este reactivul limitativ. După 108 grame de H2O se formează, reacția se oprește. Pentru a determina cantitatea de exces H2 rămase, calculați cât de mult H2 este necesar pentru a produce 108 grame de H2O.
grame H2 = 108 grame H2O x (1 mol H2O / 18 grame H2O) x (1 mol H2/ 1 mol H2O) x (2 grame H2/ 1 mol H2)
Toate unitățile, cu excepția gramelor H2 anulează, plecând
grame H2 = (108 x 1/18 x 1 x 2) grame H2
grame H2 = (108 x 1/18 x 1 x 2) grame H2
grame H2 = 12 grame H2
Este nevoie de 12 grame de H2 pentru a completa reacția. Suma rămasă este
grame rămase = total grame - grame utilizate
grame rămase = 20 grame - 12 grame
grame rămase = 8 grame
Vor fi 8 grame de exces H2 gaz la sfârșitul reacției.
Există suficiente informații pentru a răspunde la întrebare.
Reactivul limitant a fost O2.
Vor fi 8 grame H2 rămas.
Vor fi 108 grame H2O format prin reacție.

Găsirea reactantului limitant este un exercițiu relativ simplu. Calculați randamentul fiecărui reactant ca și cum ar fi fost complet consumat. Reactivul care produce cea mai mică cantitate de produs limitează reacția.

Mai Mult

Pentru mai multe exemple, consultați Limitarea exemplului de reacție și problema de reacție chimică a soluției apoase. Testează-ți noile abilități răspunzând randamentul teoretic și limitând întrebările privind testul reacției.

surse

  • Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. Cartea de text Vogel de chimie organică practică, Ediția a V-a. Pearson, 1996, Essex, U.K.
  • Whitten, K.W., Gailey, K.D. și Davis, R.E. Chimie generală, Ediția a IV-a. Saunders College Publishing, 1992, Philadelphia.
  • Zumdahl, Steven S. Principii chimice, Ediția a IV-a. Compania Houghton Mifflin, 2005, New York.
Ştiinţă
×