Voorbeeld probleem beperkende reactant

EmirMemedovski / Getty Images

EEN evenwichtige chemische vergelijking toont de molaire hoeveelheden van reactanten die samen zullen reageren om molaire hoeveelheden te produceren producten . In de echte wereld worden reactanten zelden samengebracht met de exacte hoeveelheid die nodig is. Eén reactant zal volledig worden opgebruikt voor de andere. De reactant die het eerst wordt opgebruikt, staat bekend als de / beperkende reactant . De andere reactanten worden gedeeltelijk verbruikt waar de resterende hoeveelheid als 'overschot' wordt beschouwd. Dit voorbeeldprobleem demonstreert een methode om de beperkende reactant van een chemische reactie te bepalen.

Voorbeeld probleem

Natriumhydroxide (NaOH) reageert met fosforzuur (H₃NA₄) om natriumfosfaat te vormen (Na₃NA₄) en water (H_tweeO) door de reactie:

• 3 NaOH(aq) + H₃NA₄(aq) → Na₃NA₄(aq) + 3H_tweeO(l)

Als 35,60 gram NaOH wordt omgezet met 30,80 gram H₃NA₄,

• a. Hoeveel gram Na₃NA₄worden gevormd?
• b. Wat is de beperkende reactant?
• c. Hoeveel gram van de overtollige reactant blijft over als de reactie is voltooid?

Bruikbare informatie:

• Molaire massa van NaOH = 40,00 gram
• Molaire massa van H₃NA₄= 98,00 gram
• Molaire massa van Na₃NA₄= 163,94 gram

Oplossing

Om de beperkende reactant te bepalen, berekent u de hoeveelheid product die door elke reactant wordt gevormd. De reactant die de minste hoeveelheid product produceert, is de beperkende reactant.

Om het aantal gram Na . te bepalen₃NA₄gevormd:

• gram Na₃NA₄= (gram reactant) x (mol reactant/molaire massa reactant) x (molverhouding: product/reactant) x (molaire massa product/mol product)

Hoeveelheid Na₃NA₄gevormd uit 35,60 gram NaOH

• gram Na₃NA₄= (35,60 g NaOH) x (1 mol NaOH/40,00 g NaOH) x (1 mol Na₃NA₄/3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃NA₄/1 mol Na₃NA₄)
• gram Na₃NA₄= 48,64 gram

Hoeveelheid Na₃NA₄gevormd uit 30,80 gram H₃NA₄

• gram Na₃NA₄= (30,80 g H₃NA₄) x (1 mol H₃NA₄/98,00 gram H₃NA₄) x (1 mol Na₃NA₄/1 mol H₃NA₄) x (163,94 g Na₃NA₄/1 mol Na₃NA₄)
• gram Na₃NA₄= 51,52 gram

Het natriumhydroxide vormde minder product dan het fosforzuur. Dit betekent dat het natriumhydroxide de beperkende reactant was en dat 48,64 gram natriumfosfaat werd gevormd.

Om de hoeveelheid te bepalen overtollige reactant resterend, is de gebruikte hoeveelheid nodig.

• gram gebruikte reactant = (gram gevormd product) x (1 mol product/molaire massa product) x ( molverhouding van reactant/product) x (molaire massa van reactant)
• gram H₃NA₄gebruikt = (48,64 gram Na₃NA₄) x (1 mol Na₃NA₄/163,94 g Na₃NA₄) x (1 mol H₃NA₄/1 mol Na₃NA₄) x (98 g H₃NA₄/1mol)
• gram H₃NA₄gebruikt = 29,08 gram

Dit aantal kan worden gebruikt om de resterende hoeveelheid overmaat reactant te bepalen.

• gram H₃NA₄resterend = begin gram H₃NA₄- gram H₃NA₄gebruikt
• gram H₃NA₄resterend = 30,80 gram - 29,08 gram
• gram H₃NA₄resterend = 1,72 gram

Antwoorden

Wanneer 35,60 gram NaOH wordt omgezet met 30,80 gram H₃NA₄,

• a. 48,64 gram Na₃NA₄worden gevormd.
• b. NaOH was de beperkende reactant.
• c. 1,72 gram H₃NA₄bij voltooiing blijven.