Ierobežojoša reaģenta piemēra problēma

EmirMemedovski / Getty Images

A līdzsvarots ķīmiskais vienādojums parāda molāros daudzumus reaģenti kas reaģēs kopā, veidojot molārus daudzumus produktiem . Reālajā pasaulē reaģenti reti tiek apvienoti ar precīzu nepieciešamo daudzumu. Viens reaģents tiks pilnībā izlietots pirms pārējiem. Vispirms izlietotais reaģents ir pazīstams kā ierobežojošs reaģents . Pārējie reaģenti tiek daļēji patērēti, ja atlikušo daudzumu uzskata par “pārmērīgu”. Šis problēmas piemērs parāda metodi ķīmiskās reakcijas ierobežojošā reaģenta noteikšanai.

Problēmas piemērs

Nātrija hidroksīds (NaOH) reaģē ar fosforskābi (H₃PĒC₄), veidojot nātrija fosfātu (Na₃PĒC₄) un ūdens (H_diviO) pēc reakcijas:

• 3 NaOH(ūdens) + H₃PĒC₄(aq) → Na₃PĒC₄(aq) + 3H_diviO(l)

Ja 35,60 gramus NaOH reaģē ar 30,80 gramiem H₃PĒC₄,

• a. Cik gramu Na₃PĒC₄veidojas?
• b. Kas ir ierobežojošais reaģents?
• c. Cik gramu liekā reaģenta paliek, kad reakcija ir pabeigta?

Noderīga informācija:

• Molārā masa NaOH = 40,00 grami
• H molārā masa₃PĒC₄= 98,00 grami
• Na molārā masa₃PĒC₄= 163,94 grami

Risinājums

Lai noteiktu ierobežojošo reaģentu, aprēķina produkta daudzumu, ko veido katrs reaģents. Reaģents, kas ražo vismazāko produkta daudzumu, ir ierobežojošais reaģents.

Lai noteiktu Na gramu skaitu₃PĒC₄izveidots:

• grami Na₃PĒC₄= (reaģenta gramos) x (reaģenta mols/reaģenta molārā masa) x (molu attiecība: produkts/reaģents) x (produkta molārā masa/produkta molārā masa)

Na daudzums₃PĒC₄veidojas no 35,60 gramiem NaOH

• grami Na₃PĒC₄= (35,60 g NaOH) x (1 mols NaOH/40,00 g NaOH) x (1 mols NaOH)₃PĒC₄/3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃PĒC₄/1 mol Na₃PĒC₄)
• grami Na₃PĒC₄= 48,64 grami

Na daudzums₃PĒC₄veidojas no 30,80 gramiem H₃PĒC₄

• grami Na₃PĒC₄= (30,80 g H₃PĒC₄) x (1 mols H₃PĒC₄/98,00 grami H₃PĒC₄) x (1 mols Na₃PĒC₄/1 mol H₃PĒC₄) x (163,94 g Na₃PĒC₄/1 mol Na₃PĒC₄)
• grami Na₃PĒC₄= 51,52 grami

Nātrija hidroksīds veidoja mazāk produkta nekā fosforskābe. Tas nozīmē, ka nātrija hidroksīds bija ierobežojošais reaģents un veidojas 48,64 grami nātrija fosfāta.

Lai noteiktu daudzumu lieko reaģentu atlikušais daudzums ir nepieciešams.

• izlietotā reaģenta grami = (izveidotā produkta grami) x (1 mols produkta/produkta molārā masa) x ( molu attiecība reaģenta/produkta) x (reaģenta molārā masa)
• grami H₃PĒC₄lietots = (48,64 grami Na₃PĒC₄) x (1 mols Na₃PĒC₄/163,94 g Na₃PĒC₄) x (1 mols H₃PĒC₄/1 mol Na₃PĒC₄) x (98 g H₃PĒC₄/1 mol)
• grami H₃PĒC₄lietots = 29,08 grami

Šo skaitli var izmantot, lai noteiktu atlikušo reaģenta pārpalikuma daudzumu.

• Grams H₃PĒC₄atlikušie = sākotnējie grami H₃PĒC₄- grami H₃PĒC₄lietots
• grami H₃PĒC₄atlikušie = 30,80 grami - 29,08 grami
• grami H₃PĒC₄atlikušie = 1,72 grami

Atbilde

Kad 35,60 grami NaOH tiek reaģēti ar 30,80 gramiem H₃PĒC₄,

• a. 48,64 grami Na₃PĒC₄veidojas.
• b. NaOH bija ierobežojošais reaģents.
• c. 1,72 grami H₃PĒC₄paliek pabeigšanas stadijā.