Thuốc thử hạn chế và vượt quá là gì? nó được tính như thế nào và ví dụ

các thuốc thử hạn chế là thứ được tiêu thụ hoàn toàn và xác định khối lượng sản phẩm được hình thành trong một phản ứng hóa học; trong khi thuốc thử dư là chất không phản ứng hoàn toàn sau khi thuốc thử giới hạn đã được sử dụng.

Trong nhiều phản ứng, sự dư thừa của thuốc thử được tìm kiếm để đảm bảo rằng tất cả thuốc thử quan tâm đều phản ứng. Ví dụ: nếu A phản ứng với B để tạo ra C và mong muốn A phản ứng hoàn toàn, thì vượt quá B được thêm vào. Tuy nhiên, sự tổng hợp và các tiêu chí khoa học và kinh tế là những yếu tố quyết định xem có vượt quá A hay không. hoặc của B.

Thuốc thử giới hạn xác định lượng sản phẩm có thể được tạo thành trong phản ứng hóa học. Do đó, nếu bạn biết bạn đã phản ứng với A bao nhiêu, bạn sẽ xác định ngay được bao nhiêu từ C. Không bao giờ thuốc thử dư thừa tiết lộ số lượng hình thành của sản phẩm.

Và nếu họ tiêu thụ cả A và B trong phản ứng? Sau đó, chúng ta nói về một hỗn hợp cân bằng của A và B. Trong thực tế, tuy nhiên, không phải là một nhiệm vụ dễ dàng để đảm bảo rằng có số mol hoặc tương đương của tất cả các chất phản ứng; trong trường hợp đó, một trong hai, A hoặc B, có thể được sử dụng để tính toán số lượng hình thành của C.

Chỉ số

• 1 Thuốc thử hạn chế và dư thừa được tính như thế nào??
  • 1.1 Phương pháp 1
  • 1.2 Phương pháp 2
• 2 ví dụ
  • 2.1 - Ví dụ 1
  • 2.2 - Ví dụ 2
• 3 tài liệu tham khảo

Làm thế nào là giới hạn và thuốc thử dư thừa được tính toán??

Có nhiều cách để xác định và tính toán lượng thuốc thử giới hạn có thể can thiệp vào phản ứng. Sau khi tính toán, các thuốc thử khác vượt quá.

Phương pháp cho phép xác định loại thuốc thử giới hạn nào, dựa trên việc so sánh tỷ lệ thuốc thử với tỷ lệ cân bằng hóa học, là phương pháp được mô tả dưới đây.

Phương pháp 1

Một phản ứng hóa học có thể được sơ đồ hóa theo cách sau:

aX + bY => cZ

Trong đó X, Y và Z đại diện cho số mol của từng thuốc thử và sản phẩm. Trong khi, a, b và c đại diện cho các hệ số cân bằng hóa học của chúng, kết quả từ sự cân bằng hóa học của các phản ứng.

Nếu thu được thương số (X / a) và thương số (Y / b), thuốc thử có thương số thấp nhất là thuốc thử giới hạn.

Khi các tỷ lệ được chỉ định được tính toán, mối quan hệ giữa số mol có trong phản ứng (X, Y và Z) và số mol liên quan đến phản ứng, được biểu thị bằng các hệ số cân bằng hóa học của các chất phản ứng (a và b), được thiết lập..

Do đó, thương số được chỉ định cho một thuốc thử càng thấp, sự thâm hụt của thuốc thử đó càng lớn để kết luận phản ứng; và do đó, nó là thuốc thử hạn chế.

Ví dụ

Si₂(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO₂(g)

3 g SiO đã phản ứng₂ (oxit silic) với 4,5 g C (carbon).

Số mol của SiO₂

Khối lượng = 3 g

Trọng lượng phân tử = 60 g / mol

Số mol SiO₂ = 3g / (60g / mol)

0,05 mol

Số mol của C

Khối lượng = 4,5 g

Trọng lượng nguyên tử = 12 g / mol

Số mol C = 4,5 g / (12g / mol)

0,375 mol

Tỷ số giữa số mol của chất phản ứng và hệ số cân bằng hóa học của chúng:

Đối với SiO₂ = 0,05 mol / 1 mol

Đơn vị = 0,05

Cho C = 0,375 mol / 3 mol

Tỷ lệ = 0,125

Từ việc so sánh các giá trị của các chỉ tiêu, có thể kết luận rằng thuốc thử giới hạn là SiO₂.

Phương pháp 2

SiC được sản xuất hàng loạt được tính từ phản ứng trước đó khi sử dụng 3 g SiO₂ và khi bạn sử dụng 4,5 g C

(3 g SiO₂) x (1 mol SiO)₂/ 60 g SiO₂) x (1 mol SiC / 1 mol SiO)₂) 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

Sau đó, sẽ tạo ra nhiều SiC (silicon carbide) hơn nếu phản ứng xảy ra tiêu thụ hết lượng carbon mà lượng sản xuất khi tất cả SiO được tiêu thụ₂. Tóm lại, SiO₂ là thuốc thử hạn chế, vì tất cả lượng C dư sẽ được tạo ra nhiều SiC hơn.

Ví dụ

-Ví dụ 1

0,5 mol nhôm được phản ứng với 0,9 mol clo (Cl₂) để tạo thành nhôm clorua (AlCl₃): Thuốc thử hạn chế là gì và thuốc thử vượt quá là gì? Tính khối lượng của thuốc thử giới hạn và thuốc thử dư

2 Tại (s) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(s)

Phương pháp 1

Các tỷ số giữa số mol của chất phản ứng và hệ số cân bằng hóa học là:

Đối với nhôm = 0,5 mol / 2 mol

Tỷ lệ nhôm = 0,25

Đối với Cl₂ = 0,9 mol / 3 mol

Tỷ lệ Cl₂ = 0,3

Sau đó, thuốc thử hạn chế là nhôm.

Một kết luận tương tự được đưa ra, nếu người ta xác định số mol clo cần kết hợp với 0,5 mol nhôm.

Nốt ruồi của Cl₂ = (0,5 mol Al) x (3 mol Cl₂/ 2 mol Al)

0,75 mol Cl₂

Sau đó là dư thừa Cl₂: Cần 0,75 mol để phản ứng với nhôm và có 0,9 mol. Do đó, có quá 0,15 mol Cl_2.

Có thể kết luận rằng thuốc thử hạn chế là nhôm

Tính toán khối lượng chất phản ứng

Khối lượng thuốc thử hạn chế:

Khối lượng nhôm = 0,5 mol Al x 27 g / mol

13,5 g.

Khối lượng nguyên tử của Al là 27g / mol.

Khối lượng thuốc thử dư thừa:

Nó để lại 0,15 mol Cl₂

Thánh lễ₂ còn lại = 0,15 mol Cl₂ x 70 g / mol

10,5 g

-Ví dụ 2

Phương trình sau đây thể hiện phản ứng giữa bạc nitrat và bari clorua trong dung dịch nước:

2 AgNO₃ (ac) + BaCl₂ (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (KHÔNG₃)₂ (ac)

Theo phương trình này, nếu dung dịch chứa 62,4g AgNO₃ được trộn với dung dịch chứa 53,1 g BaCl₂: a) Thuốc thử hạn chế là gì? b) Có bao nhiêu thuốc thử vẫn chưa phản ứng? c) Có bao nhiêu gam AgCl được tạo thành?

Trọng lượng phân tử:

-AgNO₃: 169,9g / mol

-BaCl₂: 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (KHÔNG₃)₂: 261,9 g / mol

Phương pháp 1

Để áp dụng Phương pháp 1, cho phép xác định thuốc thử giới hạn, cần xác định số mol của AgNO₃ và BaCl₂ hiện diện trong phản ứng.

Nốt ruồi của AgNO₃

Trọng lượng phân tử 169,9 g / mol

Khối lượng = 62,4 g

Số mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,336 nốt ruồi

Số mol của BaCl₂

Trọng lượng phân tử = 208,9 g / mol

Khối lượng = 53,1 g

Số mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0.254 nốt ruồi

Xác định chỉ số giữa số mol của chất phản ứng và hệ số cân bằng hóa học của chúng.

Đối với AgNO₃ = 0,336 mol / 2 mol

Tỷ lệ = 0,184

Đối với BaCl₂ = 0,254 mol / 1 mol

Tỷ lệ = 0,254

Dựa trên Phương pháp 1, giá trị của các chỉ số cho phép xác định AgNO₃ làm thuốc thử hạn chế.

Tính khối lượng thuốc thử dư

Cân bằng cân bằng hóa học của phản ứng chỉ ra rằng 2 mol AgNO₃ phản ứng với 1 mol BaCl_2.

Số mol của BaCl₂= (0,336 mol AgNO₃) x (1 mol BaCl₂/ 2 mol AgNO₃)

0,1835 mol BaCl₂

Và nốt ruồi của BaCl₂ điều đó không can thiệp vào phản ứng, nghĩa là chúng vượt quá:

0,254 nốt ruồi - 0,1835 mol = 0,0705 mol

Khối lượng BaCl₂ vượt quá:

0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g

Tóm tắt:

Thuốc thử vượt quá: BaCl₂

Khối lượng vượt quá: 14,72 g

Tính số gam AgCl sinh ra trong phản ứng

Để tính khối lượng của sản phẩm, việc tính toán được thực hiện dựa trên thuốc thử giới hạn.

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

Tài liệu tham khảo

1. Whites, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập.
2. Flores J. (2002). Hóa học Biên tập Santillana
3. Wikipedia. (2018). Thuốc thử hạn chế: en.wikipedia.org
4. Shah S. (ngày 21 tháng 8 năm 2018). Thuốc thử hạn chế. Hóa học LibreTexts. Lấy từ: chem.libretexts.org
5. Ví dụ thuốc thử giới hạn hóa học. Lấy từ: chemteam.info
6. Đại học Washington. (2005). Thuốc thử hạn chế. Lấy từ: chem.wustl.edu