Overflødig reagens og begrensende reagens. begrensende reagens

Generelt, når vi studerer reaksjoner, ser vi på dem som ideelle, det vil si at vi ser på alle reaktanter som fullstendig reagerende; nøyaktig som beskrevet i de kjemiske ligningene. I den virkelige verden er dette imidlertid ikke alltid tilfelle. En rekke faktorer kan forstyrre utviklingen av en kjemisk reaksjon.

For eksempel: det er urenhetene til reagensene, deres utilstrekkelige håndtering, upresisjon av målingene som er utført av laboratorieutstyret eller industrielle maskiner, ikke reaksjonens fullstendighet på det tidspunktet målingene ble tatt, en samtidig reaksjon (det vil si som skjer nøyaktig mens vår reaksjon av interesse kan forbruke reagensene som brukes), kan trykket og temperaturen variere og så videre på.

Alle disse faktorene må tas i betraktning for å fremstille den maksimale mengden produkter fra en gitt mengde reagens. La oss for eksempel se hva som skjer når reaksjonen ikke skjer med det totale forbruket av reagenser på grunn av overskudd av en av dem, fordi reagensene ofte i bransjen ikke blir brakt i kontakt i proporsjoner Nøyaktige vitenskaper.

Tenk for eksempel på reaksjonen nedenfor mellom karbonmonoksid og oksygen:

2 CO _(g) + O_{2 (g)} → 2CO_{2 (g)}

Basert på det støkiometriske forholdet vist i den balanserte reaksjonen ovenfor, to molekyler av karbonmonoksid for å reagere med en av oksygen, og generere to molekyler av karbondioksid. karbon. Forholdet er derfor 2: 1: 2. Hvis dette forholdet endres og en av reaktantene er i overkant, vil ikke reaksjonen fortsette på samme måte:

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

Tatt i betraktning eksemplet ovenfor, som ikke er i den støkiometriske proporsjonen, ser det ut til at karbonmonoksid forbrukes totalt mens oksygen ikke er det. Dette betyr at oksygen er overflødig reagens og karbonmonoksyd er begrensende reagens.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

O begrensende reagens det begrenser faktisk reaksjonen, for når den først er fullstendig forbruk, opphører reaksjonen, uansett hvor mye overskudd du fortsatt har av den andre reaktanten.

Bestemmelse av begrensende reagens:

Fra den balanserte kjemiske ligningen er det mulig å bestemme hvem som er det begrensende reagenset og hva som er i overkant, og forholdet mellom mengdene av involverte stoffer.

La oss se på et eksempel på hvordan du utfører denne beregningen; la oss se på tilfelle forbrenning av alkohol:

Problem: En masse på 138 g etylalkohol (C₂H₆O) ble satt til å brenne med 320 g oksygen (O₂), under normale temperatur- og trykkforhold. Hva er massen av frigjort karbondioksid og overflødig reagens, hvis noen?

Vedtak:
Den balanserte reaksjonen er gitt av:

1C₂H₆O_(V) + 3 O_{2 (g)} → 2CO_{2 (g)} + 3H₂O_(v)
1 mol 3 mol 2 mol
46g 96g 88g
138g 320g

Bare ved å analysere dataene ser vi at oksygenmassen er proporsjonalt større enn alkoholens, altså oksygen er overflødig reaktant og etylalkohol er den begrensende reaktanten.

Beregning av massen av karbondioksid dannet av mengden begrensende reagens:

46 g av C₂H₆88 g CO₂
138 g C₂H₆x
x = 264 g CO₂

Overflødig oksygenmasse bestemmes analogt:

46 g av C₂H₆96 0₂
138 g C₂H₆x
x = 288 g av 0₂

Overflødig masse er forskjellen mellom massen som ble satt til å reagere og den som faktisk reagerte:

320g - 288g = 32 g

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi
Brasil skolelag

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Overflødig reagens og begrensende reagens"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reagente-excesso-reagente-limitante.htm. Tilgang 27. juni 2021.