Mahnazmezon

Hoe de beperkende reactant van een chemische reactie te berekenen

Wetenschap
Share

Chemische reacties treden zelden op wanneer precies de juiste hoeveelheid reactanten samen reageren om producten te vormen. De ene reactant is op voordat de andere op is. Deze reactant staat bekend als de beperkende reactant.

Strategie

Dit is een strategie om te volgen bij het bepalen welke reactant de beperkende reactant is.
Overweeg de reactie:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O (l)
Als 20 gram H2 gas wordt omgezet met 96 gram O2 gas-,

  • Welke reactant is de beperkende reactant?
  • Hoeveel van de overtollige reactant blijft over?
  • Hoeveel H2O wordt geproduceerd?

Om te bepalen welke reactant de beperkende reactant is, moet u eerst bepalen hoeveel product door elke reactant zou worden gevormd als alle reactant zou worden verbruikt. De reactant die de minste hoeveelheid product vormt, zal de beperkende reactant zijn.

Bereken de opbrengst van elke reactant.

De molverhoudingen tussen elke reactant en het product zijn nodig om de berekening te voltooien:
De molverhouding tussen H2 en H2O is 1 mol H2/ 1 mol H2O
De molverhouding tussen O2 en H2O is 1 mol O2/ 2 mol H2O
De molaire massa van elke reactant en elk product is ook nodig:
molaire massa van H2 = 2 gram
molaire massa van O2 = 32 gram
molaire massa van H2O = 18 gram
Hoeveel H2O wordt gevormd uit 20 gram H2?
gram H2O = 20 gram H2 x (1 mol H2/ 2 g H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
Alle eenheden behalve gram H2O annuleer, vertrek
gram H2O = (20 x 1/2 x 1 x 18) gram H2O
gram H2O = 180 gram H2O
Hoeveel H2O wordt gevormd uit 96 gram O2?
gram H2O = 20 gram H2 x (1 mol O2/ 32 g O2) x (2 mol H2O / 1 mol O2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
gram H2O = (96 x 1/32 x 2 x 18) gram H2O
gram H2O = 108 gram O2O

Er wordt veel meer water gevormd uit 20 gram H2 dan 96 gram O2. Zuurstof is de beperkende reactant. Na 108 gram H2O vormt, de reactie stopt. Om de hoeveelheid overtollig H te bepalen2 resterend, bereken hoeveel H2 is nodig om 108 gram H te produceren2O.
gram H2 = 108 gram H2O x (1 mol H2O / 18 gram H2O) x (1 mol H2/ 1 mol H2O) x (2 gram H2/ 1 mol H2)
Alle eenheden behalve gram H2 annuleren, vertrekken
gram H2 = (108 x 1/18 x 1 x 2) gram H2
gram H2 = (108 x 1/18 x 1 x 2) gram H2
gram H2 = 12 gram H2
Het kost 12 gram H2 om de reactie te voltooien. Het resterende bedrag is
resterende gram = totaal gram - gebruikte grammen
gram resterend = 20 gram - 12 gram
resterende gram = 8 gram
Er zal 8 gram overtollig H zijn2 gas aan het einde van de reactie.
Er is voldoende informatie om de vraag te beantwoorden.
De beperkende reactant was O2.
Er zal 8 gram H zijn2 overblijvende.
Er zal 108 gram H zijn2O gevormd door de reactie.

Het vinden van de beperkende reactant is een relatief eenvoudige oefening. Bereken de opbrengst van elke reactant alsof deze volledig is verbruikt. De reactant die de minste hoeveelheid product produceert, beperkt de reactie.

Meer

Bekijk voor meer voorbeelden Voorbeeldbeperkend reagensprobleem en waterige oplossing Chemische reactieprobleem. Test je nieuwe vaardigheden door het beantwoorden van theoretische opbrengst en beperkende reactietestvragen.

bronnen

  • Vogel, A. I .; Tatchell, A.R .; Furnis, B. S .; Hannaford, A. J .; Smith, P. W. G. Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 5e editie. Pearson, 1996, Essex, U.K.
  • Whitten, K.W., Gailey, K.D. en Davis, R.E. Algemene scheikunde, 4e editie. Saunders College Publishing, 1992, Philadelphia.
  • Zumdahl, Steven S. Chemische principes, 4e editie. Houghton Mifflin Company, 2005, New York.
Wetenschap
×