Hoe de beperkende reactant van een chemische reactie te berekenen?

De beperkende reactant bepalen

Maskot / Getty Images

Chemische reacties treden zelden op wanneer precies de juiste hoeveelheid reactanten samen zullen reageren om producten te vormen. Een reactant zal worden opgebruikt voordat een andere opraakt. Deze reactant staat bekend als de beperkende reactant .

Strategie

Dit is een strategie om te volgen bij het bepalen welke reactant is de beperkende reactant .
Denk aan de reactie:
2 H_twee(g) + O_twee(g) → 2 H_tweeO(l)
Als 20 gram H_tweegas wordt omgezet met 96 gram O_tweegas,

• Welke reactant is de beperkende reactant?
• Hoeveel van de? overtollige reactant stoffelijk overschot?
• Hoeveel H_tweeO wordt geproduceerd?

Om te bepalen welke reactant de beperkende reactant is, moet u eerst bepalen hoeveel product door elke reactant zou worden gevormd als alle reactant zou zijn verbruikt. De reactant die de minste hoeveelheid product vormt, zal de beperkende reactant zijn.

Bereken de opbrengst van elke reactant .

De molverhoudingen tussen elke reactant en het product zijn nodig om de berekening te voltooien:
De molverhouding tussen H_tweeen H_tweeO is 1 mol H_twee/1 mol H_tweeO
De molverhouding tussen O_tweeen H_tweeO is 1 mol O_twee/2 mol H_tweeO
De molaire massa's van elke reactant en elk product zijn ook nodig:
molaire massa van H_twee= 2 gram
molaire massa van O_twee= 32 gram
molaire massa van H_tweeO = 18 gram
Hoeveel H_tweeO wordt gevormd uit 20 gram H_twee?
gram H_tweeO = 20 gram H_tweex (1 mol H_twee/2 g H_twee) x (1 mol H_tweeO/1 mol H_twee) x (18 g H_tweeO/1 mol H_tweeO)
Alle eenheden behalve gram H_tweeO annuleer, vertrek
gram H_tweeO = (20 x 1/2 x 1 x 18) gram H_tweeO
gram H_tweeO = 180 gram H_tweeO
Hoeveel H_tweeO wordt gevormd uit 96 gram O_twee?
gram H_tweeO = 20 gram H_tweex(1 mol O_twee/32 g O_twee) x (2 mol H_tweeO/1 mol O_twee) x (18 g H_tweeO/1 mol H_tweeO)
gram H_tweeO = (96 x 1/32 x 2 x 18) gram H_tweeO
gram H_tweeO = 108 gram O_tweeO

Uit 20 gram H . wordt veel meer water gevormd_tweedan 96 gram O_twee. Zuurstof is de beperkende reactant. Na 108 gram H_tweeO-vormen, de reactie stopt. Om de hoeveelheid overtollige H . te bepalen_tweeresterend, bereken hoeveel H_tweeis nodig om 108 gram H . te produceren_tweeO.
gram H_twee= 108 gram H_tweeOx (1 mol H_tweeO/18 gram H_tweeO) x (1 mol H_twee/1 mol H_tweeOs ( 2 gram H_twee/1 mol H_twee)
Alle eenheden behalve gram H_tweeannuleren, weggaan
gram H_twee= (108 x 1/18 x 1 x 2) gram H_twee
gram H_twee= (108 x 1/18 x 1 x 2) gram H_twee
gram H_twee= 12 gram H_twee
Het kost 12 gram H_tweeom de reactie te voltooien. Het resterende bedrag is
gram resterend = totaal gram - gram gebruikt
gram resterend = 20 gram - 12 gram
gram resterend = 8 gram
Er zal 8 gram overtollige H . zijn_tweegas aan het einde van de reactie.
Er is voldoende informatie om de vraag te beantwoorden.
De beperkende reactant was O_twee.
Er zal 8 gram H . zijn_tweeoverig.
Er zal 108 gram H . zijn_tweeO gevormd door de reactie.

Het vinden van de beperkende reactant is een relatief eenvoudige oefening. Bereken de opbrengst van elke reactant alsof deze volledig is verbruikt. De reactant die de minste hoeveelheid product produceert, beperkt de reactie.

Meer

Kijk voor meer voorbeelden op Voorbeeld probleem beperkende reactant en Waterige oplossing Chemische reactie Probleem . Test je nieuwe vaardigheden door te antwoorden Theoretische opbrengst en beperkende reactietestvragen .

bronnen

• Vogel, A.I.; Tatchell, A.R.; Furnis, B.S.; Hannaford, A.J.; Smith, P.W.G. Vogel's leerboek praktische organische chemie, 5e editie. Pearson, 1996, Essex, VK
• Whitten, K.W., Gailey, K.D. en Davis, R.E. Algemene scheikunde, 4e editie. Saunders College Publishing, 1992, Philadelphia.
• Zumdahl, Steven S. Chemische principes , 4e editie. Houghton Mifflin Company, 2005, New York.