Ylimääräinen reagenssi ja rajoittava reagenssi. rajoittava reagenssi

Yleensä reaktioita tutkittaessa pidämme niitä ihanteellisina, ts. Katsomme kaikkien reagenssien reagoiviksi täydellisesti; täsmälleen kuten on kuvattu kemiallisissa yhtälöissä. Todellisessa maailmassa tätä ei kuitenkaan aina tapahdu. Useat tekijät voivat häiritä kemiallisen reaktion kehittymistä.

Esimerkiksi: reagenssien epäpuhtaudet, niiden riittämätön käsittely, laboratorion laitteiden suorittamien mittausten epätarkkuus tai teollisuuskoneet, ei reaktion täydellisyyttä mittausten tekohetkellä, samanaikainen reaktio (eli mitä tapahtuu tarkalleen vaikka kiinnostava reaktiomme voi kuluttaa käytetyt reagenssit), paine ja lämpötila voivat vaihdella jne päällä.

Kaikki nämä tekijät on otettava huomioon valmistettaessa enimmäismäärä tuotteita tietystä reagenssimäärästä. Katsotaanpa esimerkiksi, mitä tapahtuu, kun reaktiota ei tapahdu reagenssien kokonaiskulutuksen kanssa yksi niistä on liian suuri, koska teollisuudessa reagenssit eivät usein ole kosketuksissa suhteissaan Tarkat tieteet.

Harkitse esimerkiksi alla olevaa reaktiota hiilimonoksidin ja hapen välillä:

2 CO _(g) + O_{2 g)} → 2CO_{2 g)}

Perustuen stoikiometriseen suhteeseen, joka on esitetty yllä olevassa tasapainotetussa reaktiossa, kaksi hiilimonoksidimolekyylit reagoimaan yhden hapen kanssa, jolloin muodostuu kaksi hiilidioksidimolekyyliä. hiili. Suhde on siis 2: 1: 2. Jos tätä suhdetta muutetaan ja toinen reagoivista on ylimäärin, reaktio ei etene samalla tavalla:

2 CO _(g) + 2 O_{2 g)} → 2 CO_{2 g)} + O_{2 g)}

Kun otetaan huomioon yllä oleva esimerkki, joka ei ole stökiömetrisessä osassa, näyttää siltä, ​​että hiilimonoksidia kulutetaan kokonaan, kun taas happea ei. Tämä tarkoittaa, että happi on ylimääräinen reagenssi ja hiilimonoksidi on rajoittava reagenssi.

O rajoittava reagenssi se itse asiassa rajoittaa reaktiota, koska kun se on täysin kulutettu, reaktio loppuu riippumatta siitä, kuinka paljon ylimääräistä jäljellä olevasta reagenssista on jäljellä.

Rajoittavan reagenssin määrittäminen:

Tasapainotetusta kemiallisesta yhtälöstä voidaan määrittää, kuka on rajoittava reagenssi ja mikä on ylimäärää, sekä suhde kyseisten aineiden määrien välillä.

Katsotaanpa esimerkkiä siitä, miten tämä laskenta suoritetaan; Tarkastellaanpa alkoholin palamisen tapausta:

Ongelma: Massa 138 g etyylialkoholia (C₂H₆O) annettiin palaa 320 g: lla happea (O₂), normaaleissa lämpötilan ja paineen olosuhteissa. Kuinka suuri on vapautuneen hiilidioksidin ja mahdollisen reagenssin massa?

Resoluutio:
Tasapainoisen reaktion antaa:

1C₂H₆O_(V) + 3 O_{2 g)} → 2CO_{2 g)} + 3H₂O_v)
1 mol 3 mol 2 mol
46g 96g 88g
138g 320g

Vain analysoimalla tietoja näemme, että hapen massa on suhteellisesti suurempi kuin alkoholin massa happi on ylimääräinen reagenssi ja etyylialkoholi on rajoittava reagenssi.

Hiilidioksidin massan laskeminen rajoittavan reagenssin määrästä:

46 g C: tä₂H₆88 g CO: ta₂
138 g C: tä₂H₆x
x = 264 g CO: ta₂

Ylimääräinen happimassa määritetään vastaavasti:

46 g C: tä₂H₆96 0₂
138 g C: tä₂H₆x
x = 288 g 0₂

Ylimääräinen massa on reagoivan massan ja tosiasiallisesti reagoineen massan ero:

320g - 288g = 32 g

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Brasilian koulutiimi

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reagente-excesso-reagente-limitante.htm