Přebytečné činidlo a omezující činidlo. omezující činidlo

Obecně při studiu reakcí je považujeme za ideální, to znamená, že všechny reaktanty považujeme za zcela reagující; přesně tak, jak je popsáno v chemických rovnicích. Ve skutečném světě se to však ne vždy stane. Vývoj chemické reakce může ovlivnit řada faktorů.

Například: jedná se o nečistotu reagencií, jejich nedostatečnou manipulaci, nepřesnost měření prováděných laboratorním zařízením nebo průmyslové stroje, ne úplnost reakce v době měření, souběžná reakce (tj. co přesně nastane zatímco naše zájmová reakce může spotřebovat použitá činidla), tlak a teplota se mohou lišit atd na.

Všechny tyto faktory je třeba vzít v úvahu, aby bylo možné připravit maximální množství produktů z daného množství činidla. Podívejme se například, co se stane, když k reakci nedojde s celkovou spotřebou reagencií kvůli přebytek jednoho z nich, protože v průmyslovém měřítku často reagenty nedochází ke kontaktu v poměru Přesné vědy.

Zvažte například níže uvedenou reakci mezi oxidem uhelnatým a kyslíkem:

2 CO _(G) + O._{2 (g)} → 2CO_{2 (g)}

Na základě stechiometrického poměru uvedeného ve vyvážené reakci výše, dva molekuly oxidu uhelnatého reagují s jednou z kyslíku a vytvářejí dvě molekuly oxidu uhličitého. uhlík. Poměr je tedy 2: 1: 2. Pokud se tento poměr změní a jeden z reaktantů je v přebytku, reakce nebude probíhat stejným způsobem:

2 CO _(G) + 2 O._{2 (g)} → 2 CO_{2 (g)} + O._{2 (g)}

Vzhledem k výše uvedenému příkladu, který není ve stechiometrickém poměru, se zdá, že oxid uhelnatý je zcela spotřebován, zatímco kyslík nikoli. To znamená, že kyslík je přebytek činidla a oxid uhelnatý je omezující činidlo.

Ó omezující činidlo ve skutečnosti omezuje reakci, protože jakmile je zcela spotřebována, reakce přestane, bez ohledu na to, kolik přebytku vám zbylo z druhého reaktantu.

Stanovení omezujícího činidla:

Z vyvážené chemické rovnice je možné určit, kdo je omezujícím činidlem a co je v přebytku, a vztah mezi množstvím použitých látek.

Podívejme se na příklad, jak provést tento výpočet; uvažujme případ spalování alkoholu:

Problém: Hmotnost 138 g ethylalkoholu (C₂H₆O) byl nastaven na hoření 320 g kyslíku (O₂), za normálních podmínek teploty a tlaku. Jaká je hmotnost uvolněného oxidu uhličitého a přebytku činidla, pokud existuje?

Řešení:
Vyvážená reakce je dána:

1C₂H₆Ó_(PROTI) + 3 O._{2 (g)} → 2CO_{2 (g)} + 3H₂Ó_(proti)
1 mol 3 mol 2 mol
46g 96g 88g
138 g 320 g

Pouhou analýzou údajů zjistíme, že hmotnost kyslíku je úměrně větší než hmotnost alkoholu, takže kyslík je přebytek reaktantu a ethylalkohol je limitující reaktant.

Výpočet hmotnosti oxidu uhličitého vytvořeného z množství omezujícího činidla:

46 g C.₂H₆88 g CO₂
138 g C.₂H₆x
x = 264 g CO₂

Přebytečná hmotnost kyslíku se stanoví analogicky:

46 g C.₂H₆96 0₂
138 g C.₂H₆x
x = 288 g 0₂

Přebytečná hmotnost je rozdíl mezi hmotou, která byla dána do reakce, a hmotou, která skutečně reagovala:

320 g - 288 g = 32 g

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii
Tým brazilské školy

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reagente-excesso-reagente-limitante.htm