Hoe de beperkende reactant en theoretische opbrengst te berekenen?

Ken de beperkende reactant om de theoretische opbrengst te berekenen. Arne Pastoor/Getty Images

De beperkende reactant van een reactie is de reactant die als eerste op zou raken als alle reactanten samen zouden reageren. Zodra de beperkende reactant volledig is verbruikt, zou de reactie ophouden te verlopen. De theoretische opbrengst van een reactie is de hoeveelheid producten die wordt geproduceerd wanneer de beperkende reactant opraakt. Dit werkte voorbeeld scheikunde probleem laat zien hoe u de beperkende reactant kunt bepalen en de kunt berekenen theoretische opbrengst van een chemische reactie .

Reactant en theoretisch opbrengstprobleem beperken

Je bent gegeven de volgende reactie: :

2 H_twee(g) + O_twee(g) → 2 H_tweeO(l)

Berekenen:

a. de stoichiometrische verhouding van mol H_tweetot mollen O_twee
b. de echte moedervlekken H_tweenaar mol O_tweewanneer 1,50 mol H_tweewordt gemengd met 1,00 mol O_twee
c. de beperkende reactant (H_tweeof O_twee) voor het mengsel in deel (b)
d. de theoretische opbrengst, in mol, van H_tweeO voor het mengsel in deel (b)

Oplossing

a. De stoichiometrische verhouding wordt gegeven met behulp van de coëfficiënten van de gebalanceerde vergelijking . De coëfficiënten zijn de getallen die vóór elke formule worden vermeld. Deze vergelijking is al in evenwicht, dus raadpleeg de zelfstudie over het balanceren van vergelijkingen als u meer hulp nodig heeft:

2 mol H_twee/mol O_twee

b. De werkelijke verhouding verwijst naar: het aantal moedervlekken daadwerkelijk voor de reactie gezorgd. Dit kan al dan niet hetzelfde zijn als de stoichiometrische verhouding. In dit geval is het anders:

1,50 mol H_twee/ 1,00 mol O_twee= 1,50 mol H_twee/mol O_twee

c. Merk op dat de werkelijke verhouding kleiner is dan de vereiste of stoichiometrische verhouding, wat betekent dat er onvoldoende H . is_tweeom te reageren met alle O_tweedat is voorzien. De component 'onvoldoende' (H_twee) is de beperkende reactant. Een andere manier om het te zeggen is om te zeggen dat O_tweeis in overmaat. Wanneer de reactie volledig is verlopen, worden alle H_tweezal zijn geconsumeerd, waardoor er wat O . overblijft_tweeen het product, H_tweeO.

d. Theoretische opbrengst is gebaseerd op de berekening met behulp van de hoeveelheid beperkende reactant , 1,50 mol H_twee. Aangezien 2 mol H_tweevormt 2 mol H_tweeO, we krijgen:

theoretische opbrengst H_tweeO = 1,50 molH_tweex 2 mol H_tweeO / 2 mol H_twee

theoretische opbrengst H_tweeO = 1,50 molH_tweeO

Merk op dat de enige vereiste voor het uitvoeren van deze berekening is: de hoeveelheid van de beperkende reactant kennen en de verhouding van de hoeveelheid beperkende reactant tot de hoeveelheid product .

antwoorden

a. 2 mol H_twee/mol O_twee
b. 1,50 mol H_twee/mol O_twee
c. H_twee
d. 1,50 molH_tweeO

Tips om aan dit soort problemen te werken

• Het belangrijkste om te onthouden is dat je te maken hebt met de molaire verhouding tussen de reactanten en producten. Als u een waarde in grammen krijgt, moet u deze omrekenen naar mollen. Als u wordt gevraagd om een ​​getal in grammen op te geven, rekent u terug van de mollen die in de berekening zijn gebruikt.
• De beperkende reactant is niet automatisch degene met het kleinste aantal mol. Stel bijvoorbeeld dat je 1,0 mol waterstof en 0,9 mol zuurstof hebt in de reactie om water te maken. Als je niet naar de stoichiometrische verhouding tussen de reactanten zou kijken, zou je zuurstof als beperkende reactant kunnen kiezen, maar waterstof en zuurstof reageren in een verhouding van 2:1, dus je zou de waterstof eigenlijk veel eerder verbruiken dan je zou gebruiken de zuurstof op.
• Wanneer u wordt gevraagd om hoeveelheden op te geven, let dan op het aantal significante cijfers. Ze zijn altijd van belang in de chemie!