Beperkend reagensvoorbeeld Probleem

Een evenwichtige chemische vergelijking toont de molaire hoeveelheden reactanten die samen zullen reageren om molaire hoeveelheden producten te produceren. In de echte wereld worden reactanten zelden samengebracht met de exacte hoeveelheid die nodig is. De ene reactant is volledig op voor de andere. Het eerst gebruikte reagens staat bekend als het beperkende reagens. De andere reactanten worden gedeeltelijk verbruikt wanneer de resterende hoeveelheid als "in overmaat" wordt beschouwd. Dit voorbeeldprobleem toont een methode om de beperkende reactant van een chemische reactie te bepalen.

Voorbeeldprobleem

Natriumhydroxide (NaOH) reageert met fosforzuur (H₃PO₄) om natriumfosfaat (Na₃PO₄) en water (H₂O) door de reactie:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3 H₂O (l)

Als 35,60 gram NaOH wordt omgezet met 30,80 gram H₃PO₄,

• een. Hoeveel gram Na₃PO₄ worden gevormd?
• b. Wat is de beperkende reactant?
• c. Hoeveel gram overtollige reactant blijft achter als de reactie voltooid is?

Bruikbare informatie:

• Molaire massa NaOH = 40,00 gram
• Molaire massa van H₃PO₄ = 98,00 gram
• Molaire massa van Na₃PO₄ = 163,94 gram

Oplossing

Bereken de hoeveelheid product gevormd door elke reactant om de beperkende reactant te bepalen. Het reagens dat de minste hoeveelheid product produceert, is het beperkende reagens.

Om het aantal gram Na te bepalen₃PO₄ gevormd:

• gram Na₃PO₄ = (gram reactant) x (mol reactant / molaire massa reactant) x (molverhouding: product / reactant) x (molaire massa product / mol product)

Hoeveelheid Na₃PO₄ gevormd uit 35,60 gram 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)
• gram Na₃PO₄ = 48,64 gram

Hoeveelheid Na₃PO₄ gevormd uit 30,80 gram H₃PO₄

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

Het natriumhydroxide vormde minder product dan het fosforzuur. Dit betekent dat het natriumhydroxide het beperkende reagens was en 48,64 gram natriumfosfaat werd gevormd.

Om de resterende hoeveelheid reactant te bepalen, is de gebruikte hoeveelheid nodig.

• gram gebruikte reactant = (gram gevormd product) x (1 mol product / molaire massa product) x (molverhouding reactant / product) x (molaire massa reactant)
• gram H₃PO₄ gebruikt = (48,64 gram Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• gram H₃PO₄ gebruikt = 29,08 gram

Dit aantal kan worden gebruikt om de resterende hoeveelheid overmaat reactant te bepalen.

• Gram H₃PO₄ resterend = initiële grammen H₃PO₄ - gram H₃PO₄ gebruikt
• gram H₃PO₄ resterend = 30,80 gram - 29,08 gram
• gram H₃PO₄ resterende = 1,72 gram

Antwoord

Wanneer 35,60 gram NaOH wordt omgezet met 30,80 gram H₃PO₄,

• een. 48,64 gram Na₃PO₄ worden gevormd.
• b. NaOH was de beperkende reactant.
• c. 1,72 gram H₃PO₄ blijven bij voltooiing.