REAGEN HAD DAN BERLEBIHAN: CARA MENGIRA DAN CONTOHNYA - KIMIA - 2026

The reagen mengehadkan adalah salah satu yang benar-benar dimakan dan menentukan berapa banyak besar-besaran produk terbentuk dalam tindak balas kimia; sedangkan reagen yang berlebihan adalah yang tidak bertindak balas sepenuhnya setelah habis menggunakan reagen pembatas.

Dalam banyak reaksi, lebihan reagen dicari untuk memastikan bahawa semua reagen minat bereaksi. Sebagai contoh, jika A bertindak balas dengan B untuk menghasilkan C, dan diinginkan agar A bereaksi sepenuhnya, kelebihan B ditambahkan. Walau bagaimanapun, sintesis, dan kriteria saintifik dan ekonomi, adalah yang menentukan sama ada kelebihan A sesuai. atau B.

Cecair Penyelidikan Makmal Kimia

Reagen pengehad menentukan jumlah produk yang dapat terbentuk dalam tindak balas kimia. Oleh itu, jika diketahui berapa banyak A yang bertindak balas, maka akan segera ditentukan berapa banyak C. Dibentuk reaktan yang berlebihan tidak pernah mengungkapkan jumlah produk yang terbentuk.

Bagaimana jika kedua-dua A dan B dimakan dalam reaksi? Kemudian kita bercakap tentang campuran ekuimolar A dan B. Dalam praktiknya, bagaimanapun, bukanlah tugas yang mudah untuk memastikan bahawa terdapat bilangan mol atau setara yang sama dari semua bahan tindak balas; Dalam kes ini, salah satu daripada kedua-duanya, A atau B, dapat digunakan untuk mengira jumlah C.

Bagaimana kiraan dan reaktan berlebihan dikira?

Terdapat banyak cara untuk mengenal pasti dan mengira jumlah reagen pembatas yang boleh terlibat dalam tindak balas. Setelah dikira, reagen lain berlebihan.

Kaedah yang memungkinkan untuk mengenal pasti reagen pengehad, berdasarkan perbandingan bahagian reagen dengan nisbah stoikiometrik, adalah kaedah yang dijelaskan di bawah.

Kaedah 1

Reaksi kimia dapat digariskan dengan cara berikut:

aX + bY => cZ

Di mana X, Y dan Z mewakili bilangan mol setiap reaktan dan produk. Sementara itu, a, b dan c mewakili pekali stoikiometrik mereka, yang dihasilkan dari keseimbangan kimia tindak balas.

Sekiranya hasil tambah (X / a) dan hasil bagi (Y / b) diperoleh, reaktan dengan hasil tambah adalah reaktan pembatas.

Apabila kuota yang ditunjukkan dihitung, hubungan antara bilangan mol yang terdapat dalam tindak balas (X, Y dan Z) dan bilangan mol yang terlibat dalam tindak balas sedang ditentukan, yang diwakili oleh pekali stoikiometrik reaktan (a dan b).

Oleh itu, semakin rendah hasil bagi reagen, semakin besar defisit reagen tersebut untuk menyelesaikan tindak balas; dan oleh itu, ia adalah reagen pengehad.

Contohnya

SiO ₂ (s) + 3 C = = SiC (2) + 2 CO ₂ (g)

3 g SiO ₂ (silikon oksida) bertindak balas dengan 4.5 g C (karbon).

Tahi lalat SiO ₂

Jisim = 3 g

Berat molekul = 60 g / mol

Bilangan mol SiO ₂ = 3g / (60g / mol)

0.05 mol

Bilangan mol C

Jisim = 4.5 g

Berat atom = 12 g / mol

Bilangan mol C = 4.5 g / (12g / mol)

0.375 mol

Kuantiti antara bilangan mol reaktan dan pekali stoikiometriknya:

Untuk SiO ₂ = 0.05 mol / 1 mol

Kuantiti = 0.05

Untuk C = 0.375 mol / 3 mol

Kuota = 0.125

Dari perbandingan nilai-nilai quotients, dapat disimpulkan bahawa reaktan pembatas adalah SiO ₂ .

Kaedah 2

Pada reaksi sebelumnya, jisim SiC yang dihasilkan dihitung, kapan 3 g SiO ₂ digunakan dan ketika 4.5 g C digunakan

(3 g SiO ₂ ) x (1 mol SiO ₂ /60 g SiO ₂ ) x (1 mol SiC / 1 mol SiO ₂ ) x (40 g SiC / SiC 1 mol) = 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

Oleh itu, lebih banyak SiC (silikon karbida) akan dihasilkan jika reaksi berlaku dengan memakan semua karbon daripada jumlah yang dihasilkan dengan memakan semua SiO ₂ . Kesimpulannya, SiO ₂ adalah reagen pembatas, karena ketika semua kelebihan C dikonsumsi, lebih banyak SiC akan dihasilkan.

Contoh

-Contoh 1

0.5 mol aluminium direaksikan dengan 0.9 mol Klorin (Cl ₂ ) untuk membentuk aluminium klorida (AlCl ₃ ): Apakah reaktan pembatas dan berapakah lebihan reaktan? Hitung jisim reagen had dan reagen berlebihan

2 Al (s) + 3 Cl ₂ (g) => 2 AlCl ₃ (s)

Kaedah 1

Kuota antara mol reaktan dan pekali stoikiometrik adalah:

Untuk aluminium = 0.5 mol / 2 mol

Kuota aluminium = 0.25

Untuk Cl ₂ = 0.9 mol / 3 mol

Hasil tambah Cl ₂ = 0.3

Kemudian reagen pengehad adalah aluminium.

Kesimpulan yang serupa dapat dicapai sekiranya mol klorin yang diperlukan untuk bergabung dengan 0.5 mol aluminium ditentukan.

Mol Cl ₂ = (0.5 mol A) x (3 mol Cl ₂ /2 mol A)

0.75 mol Cl ₂

Kemudian ada kelebihan Cl ₂ : 0,75 mol diperlukan untuk bertindak balas dengan aluminium, dan 0,9 mol hadir. Oleh itu, terdapat lebihan 0.15 mol Cl _2.

Dapat disimpulkan bahawa reagen pembatas adalah aluminium

Pengiraan jisim reaktan

Mengehadkan jisim reagen:

Jisim aluminium = 0.5 mol Al x 27 g / mol

13.5 g.

Jisim atom Al ialah 27g / mol.

Jisim reagen berlebihan:

0.15 mol Cl ₂ kekal

Jisim lebihan Cl ₂ = 0.15 mol Cl ₂ x 70 g / mol

10.5 g

-Contoh 2

Persamaan berikut menunjukkan tindak balas antara perak nitrat dan barium klorida dalam larutan berair:

2 AgNO ₃ (aq) + BaCl ₂ (aq) => 2 AgCl + + Ba (NO ₃ ) ₂ (aq)

Menurut persamaan ini, jika larutan yang mengandungi 62.4g AgNO ₃ dicampurkan dengan larutan yang mengandungi 53.1 g BaCl ₂ : a) Apakah reagen pengehad? b) Berapa banyak reaktan yang masih tidak bertindak balas? c) Berapa gram AgCl dibentuk?

Berat molekul:

-AgNO ₃ : 169.9g / mol

-BaCl ₂ : 208.9 g / mol

-AgCl: 143.4 g / mol

-Ba (NO ₃ ) ₂ : 261.9 g / mol

Kaedah 1

Untuk menggunakan Kaedah 1, yang memungkinkan pengenalpastian reagen pengehad, perlu menentukan tahi lalat AgNO ₃ dan BaCl _{2 yang} terdapat dalam tindak balas.

Tahi lalat AgNO ₃

Berat molekul 169.9 g / mol

Jisim = 62.4 g

Bilangan mol = 62.4 g / (169.9 g / mol)

0.367 mol

Mol BaCl ₂

Berat molekul = 208.9 g / mol

Jisim = 53.1 g

Bilangan mol = 53.1 g / (208.9 g / mol)

0.254 mol

Penentuan kuota antara bilangan mol reaktan dan pekali stoikiometriknya.

Untuk AgNO ₃ = 0.367 mol / 2 mol

Kuota = 0.184

Untuk BaCl ₂ = 0.254 mol / 1 mol

Kuota = 0.254

Berdasarkan Kaedah 1, nilai nisbah memungkinkan untuk mengenal pasti AgNO ₃ sebagai reagen pengehad.

Pengiraan jisim reagen berlebihan

Keseimbangan stoikiometrik tindak balas menunjukkan bahawa 2 mol AgNO ₃ bertindak balas dengan 1 mol BaCl _2.

Mol BaCl ₂ = (0,367 mol Agno ₃ ) x (1 mol BaCl ₂ /2 mol Agno ₃ )

0.1835 mol BaCl ₂

Dan tahi lalat BaCl ₂ yang tidak campur tangan dalam tindak balas, iaitu, yang berlebihan, adalah:

0.254 mol - 0.1835 mol = 0.0705 mol

Jisim BaCl ₂ lebihan:

0.0705 mol x 208.9 g / mol = 14.72 g

Ringkasan:

Reagen berlebihan: BaCl ₂

Jisim berlebihan: 14.72 g

Pengiraan gram AgCl yang dihasilkan dalam tindak balas

Untuk mengira jisim produk, pengiraan dibuat berdasarkan reagen pengehad.

g AgCl = (62.4 g AgNO ₃ ) x (1 mol AgNO ₃ / 169.9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO ₃ ) x (142.9 g / mol AgCl)

52.48 g

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Flores J. (2002). Kimia. Pengarang Santillana
3. Wikipedia. (2018). Menghadkan reagen: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21 Ogos 2018). Menghadkan Reagen. LibreTexts Kimia. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
5. Contoh Reagen Mengehadkan Stoikiometri. Dipulihkan dari: chemteam.info
6. Universiti Washington. (2005). Menghadkan Reagen. Dipulihkan dari: chemistry.wustl.edu