Il reagente limitante È quello che si consuma completamente e determina quanta massa di prodotti si formano in una reazione chimica; mentre il reagente in eccesso è quello che non reagisce completamente dopo che il reagente limitante è stato consumato.
In molte reazioni, si cerca un eccesso di reagente per garantire che tutto il reagente di interesse reagisca. Ad esempio, se A reagisce con B per produrre C, e si desidera che A reagisca completamente, viene aggiunto un eccesso di B. Tuttavia, la sintesi e i criteri scientifici ed economici sono ciò che decide se un eccesso di A è appropriato. O da B.
Il reagente limitante determina la quantità di prodotto che può formarsi nella reazione chimica. Pertanto, se si sa quanto di A ha reagito, si determina immediatamente quanto di C. Il reagente in eccesso non rivela mai le quantità di prodotto formato..
Cosa succede se sia A che B vengono consumati nella reazione? Quindi si parla di una miscela equimolare di A e B. In pratica, tuttavia, non è un compito facile assicurarsi che ci siano un numero uguale di moli o equivalenti di tutti i reagenti; In questo caso, uno dei due, A o B, può essere utilizzato per calcolare la quantità di C formata.
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Esistono molti modi per identificare e calcolare la quantità di reagente limitante che può essere coinvolto nella reazione. Una volta calcolati, gli altri reagenti sono in eccesso.
Un metodo che permette di identificare quale sia il reagente limitante, in base al confronto della proporzione dei reagenti con il rapporto stechiometrico, è quello descritto di seguito.
Una reazione chimica può essere delineata come segue:
aX + bY => cZ
Dove X, Y e Z rappresentano il numero di moli di ciascun reagente e prodotto. Mentre a, bec rappresentano i loro coefficienti stechiometrici, risultanti dall'equilibrio chimico delle reazioni.
Se si ottengono il quoziente (X / a) e il quoziente (Y / b), il reagente con il quoziente inferiore è il reagente limitante.
Quando si calcolano i quozienti indicati si stabilisce il rapporto tra il numero di moli presenti nella reazione (X, Y e Z) e il numero di moli coinvolte nella reazione, rappresentato dai coefficienti stechiometrici dei reagenti (aeb ).
Pertanto, minore è il quoziente indicato per un reagente, maggiore è il deficit di quel reagente per completare la reazione; e quindi, è il reagente limitante.
sìDue(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CODue(g)
Si reagiscono 3 g di SiODue (ossido di silicio) con 4,5 g di C (carbonio).
Talpe di SiODue
Massa = 3 g
Peso molecolare = 60 g / mol
Numero di moli di SiODue = 3 g / (60 g / mol)
0,05 moli
Numero di moli di C
Massa = 4,5 g
Peso atomico = 12 g / mol
Numero di moli di C = 4,5 g / (12 g / mol)
0,375 moli
Quoziente tra il numero di moli dei reagenti e i loro coefficienti stechiometrici:
Per SiODue = 0,05 moli / 1 mole
Quoziente = 0,05
Per C = 0,375 moli / 3 moli
Quoziente = 0,125
Dal confronto dei valori dei quozienti si può concludere che il reagente limitante è SiODue.
La massa prodotta di SiC viene calcolata dalla reazione precedente, utilizzando 3 g di SiODue e quando si utilizzano 4,5 g di C
(3 g SiODue) x (1 mol SiODue/ 60 g SiODue) x (1 mol SiC / 1 mol SiODue) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 2 g SiC
(4,5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC
Quindi, si produrrebbe più SiC (carburo di silicio) se la reazione avvenisse consumando tutto il carbonio rispetto alla quantità prodotta consumando tutto il SiODue. In conclusione, il SiODue è il reagente limitante, poiché consumando tutto il C in eccesso si genererebbe più SiC.
0,5 moli di alluminio vengono fatte reagire con 0,9 moli di cloro (ClDue) per formare cloruro di alluminio (AlCl3): Qual è il reagente limitante e qual è il reagente in eccesso? Calcola la massa del reagente limitante e il reagente in eccesso
2 Al (s) + 3 ClDue(g) => 2 AlCl3(S)
I quozienti tra le moli dei reagenti e i coefficienti stechiometrici sono:
Per alluminio = 0,5 moli / 2 moli
Quoziente di alluminio = 0,25
Per ClDue = 0,9 moli / 3 moli
Quoziente ClDue = 0,3
Quindi il reagente limitante è l'alluminio.
Una conclusione simile si raggiunge se si determinano le moli di cloro necessarie per combinarsi con le 0,5 moli di alluminio.
Talpe di ClDue = (0,5 moli di Al) x (3 moli di ClDue/ 2 moli di Al)
0,75 moli di ClDue
Poi c'è un eccesso di ClDue: 0,75 moli sono necessarie per reagire con l'alluminio e sono presenti 0,9 moli. Pertanto, c'è un eccesso di 0,15 moli di ClDue.
Si può concludere che il reagente limitante è l'alluminio
Massa del reagente limitante:
Massa di alluminio = 0,5 moli di Al x 27 g / mole
13,5 g.
La massa atomica di Al è 27 g / mol.
Massa del reagente in eccesso:
0,15 moli di ClDue
Massa ClDue eccesso = 0,15 moli di ClDue x 70 g / mol
10,5 g
La seguente equazione rappresenta la reazione tra nitrato d'argento e cloruro di bario in soluzione acquosa:
2 AgNO3 (ac) + BaClDue (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)Due (AC)
Secondo questa equazione, se una soluzione contenente 62,4 g di AgNO3 viene miscelato con una soluzione contenente 53,1 g di BaClDue: a) Qual è il reagente limitante? b) Quanti reagenti rimangono non reagiti? c) Quanti grammi di AgCl si sono formati?
Pesi molecolari:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaClDue: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Bagno3)Due: 261,9 g / mol
Per applicare il Metodo 1, che consente l'identificazione del reagente limitante, è necessario determinare le moli di AgNO3 e BaClDue presente nella reazione.
Moli di AgNO3
Peso molecolare 169,9 g / mol
Massa = 62,4 g
Numero di moli = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 moli
Talpe di BaClDue
Peso molecolare = 208,9 g / mol
Massa = 53,1 g
Numero di moli = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 moli
Determinazione dei quozienti tra il numero di moli dei reagenti e i loro coefficienti stechiometrici.
Per AgNO3 = 0,367 moli / 2 moli
Quoziente = 0,184
Per il BaClDue = 0,254 moli / 1 mole
Quoziente = 0,254
In base al Metodo 1, il valore dei rapporti consente di identificare AgNO3 come reagente limitante.
Il bilancio stechiometrico della reazione indica che 2 moli di AgNO3 reagire con 1 mole di BaClDue.
Talpe di BaClDue= (0,367 moli di AgNO3) x (1 mol BaClDue/ 2 moli di AgNO3)
0,1835 moli di BaClDue
E le talpe di BaClDue che non sono intervenuti nella reazione, cioè che sono in eccesso sono:
0,254 moli - 0,1835 moli = 0,0705 moli
Massa BaClDue in eccesso:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Curriculum vitae:
Reagente in eccesso: BaClDue
Massa in eccesso: 14,72 g
Per calcolare la massa dei prodotti, i calcoli vengono effettuati sulla base del reagente limitante.
g AgCl = (62,4 g AgNO3) x (1 mol AgNO3/ 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO3) x (142,9 g / mol AgCl)
52,48 g
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