Nadmiar odczynnika i odczynnik ograniczający. odczynnik ograniczający

Ogólnie rzecz biorąc, badając reakcje, postrzegamy je jako idealne, to znaczy, że wszystkie reagenty reagują całkowicie; dokładnie tak, jak opisano w równaniach chemicznych. Jednak w prawdziwym świecie nie zawsze tak jest. Szereg czynników może zakłócać rozwój reakcji chemicznej.

Na przykład: zanieczyszczenie odczynników, niewłaściwe obchodzenie się z nimi, niedokładność pomiarów wykonywanych przez sprzęt laboratoryjny lub maszyn przemysłowych, niekompletność reakcji w momencie wykonywania pomiarów, reakcja współbieżna (czyli taka, która zachodzi dokładnie podczas gdy nasza interesująca reakcja może zużywać użyte odczynniki), ciśnienie i temperatura mogą się różnić, a więc na.

Wszystkie te czynniki muszą być brane pod uwagę w celu przygotowania maksymalnej ilości produktów z danej ilości odczynnika. Zobaczmy na przykład, co się dzieje, gdy reakcja nie zachodzi przy całkowitym zużyciu odczynników z powodu nadmiar jednego z nich, ponieważ często w przemyśle odczynniki nie stykają się w proporcjach Nauki ścisłe.

Rozważmy na przykład poniższą reakcję między tlenkiem węgla a tlenem:

2 CO _(sol) + O_{2 (g)} → 2CO_2(g)

W oparciu o stosunek stechiometryczny pokazany w zbilansowanej reakcji powyżej, dwa cząsteczki tlenku węgla reagują z jednym tlenem, generując dwie cząsteczki dwutlenku węgla. węgiel. Stosunek wynosi zatem 2: 1: 2. Jeśli ten stosunek ulegnie zmianie i jeden z reagentów jest w nadmiarze, reakcja nie będzie przebiegać w ten sam sposób:

2 CO _(sol) + 2 O_{2 (g)} → 2 CO_2(g) + O_{2 (g)}

Biorąc pod uwagę powyższy przykład, który nie jest w proporcji stechiometrycznej, wydaje się, że tlenek węgla jest całkowicie zużyty, podczas gdy tlen nie. Oznacza to, że tlen jest nadmiar odczynnika a tlenek węgla to odczynnik ograniczający.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

O odczynnik ograniczający w rzeczywistości ogranicza reakcję, ponieważ po całkowitym zużyciu reakcja ustaje, bez względu na to, ile jeszcze masz nadmiaru drugiego reagenta.

Oznaczanie odczynnika ograniczającego:

Na podstawie zbilansowanego równania chemicznego można określić, kto jest odczynnikiem ograniczającym, a co jest w nadmiarze, oraz związek między ilościami zaangażowanych substancji.

Spójrzmy na przykład, jak wykonać to obliczenie; rozważmy przypadek spalania alkoholu:

Problem: Masa 138 g alkoholu etylowego (C₂H₆O) ustawiono na spalanie 320g tlenu (O₂), w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia. Jaka jest masa uwolnionego dwutlenku węgla i nadmiaru odczynnika, jeśli w ogóle?

Rozkład:
Zrównoważoną reakcję wyraża:

1C₂H₆O_(V) + 3 O_2(g) → 2CO_2(g) + 3 godz₂O_(v)
1 mol 3 mol 2 mol
46g 96g 88g
138g 320g

Już analizując dane, widzimy, że masa tlenu jest proporcjonalnie większa niż alkoholu, więc tlen jest nadmiarowym reagentem, a alkohol etylowy jest reagentem ograniczającym.

Obliczenie masy dwutlenku węgla powstałego z ilości odczynnika ograniczającego:

46g C₂H₆88g CO₂
138g C₂H₆x
x = 264 g CO₂

Nadmiar masy tlenu określa się analogicznie:

46g C₂H₆96 0₂
138g C₂H₆x
x = 288 g 0₂

Nadmiar masy to różnica między masą, która została poddana reakcji, a tą, która faktycznie zareagowała:

320g - 288g= 32 gramy

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Brazylijska drużyna szkolna

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Nadmiar odczynnika i odczynnika ograniczającego”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reagente-excesso-reagente-limitante.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.