Reaktyviųjų chemijos problemų ribojimas

A subalansuota cheminė lygtis parodo molinius kiekius reagentai kad kartu reaguos, kad susidarytų moliniai kiekiai Produktai. Realiame pasaulyje reagentai retai būna sudedami tiksliai nurodant reikalingą kiekį. Vienas reagentas bus visiškai sunaudotas prieš kitus. Pirmiausia sunaudotas reagentas yra žinomas kaipribojantis reaktantą. Kiti reagentai iš dalies sunaudojami, kai likęs kiekis laikomas „pertekliniu“. Šis problemos pavyzdys parodo metodą, kaip nustatyti ribojamąjį cheminės reakcijos reagentą.

Natrio hidroksidas (NaOH) reaguoja su fosforo rūgštimi (H₃PO₄), kad susidarytų natrio fosfatas (Na₃PO₄) ir vanduo (H₂O) reakcija:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3 H₂O (l)

Jei 35,60 g NaOH reaguoja su 30,80 g H₃PO₄,

• a. Kiek gramų Na₃PO₄ formuojasi?
• b. Kas yra ribojantis reagentas?
• c. Kiek gramų reagento pertekliaus lieka, kai reakcija pasibaigia?

Naudinga informacija:

• Molinė masė NaOH = 40,00 gramų
• H molinė masė₃PO₄ = 98,00 gramai
• Na molinė masė₃PO₄ = 163,94 gramų

Norėdami nustatyti ribojamąjį reagentą, apskaičiuokite kiekvieno reagento suformuoto produkto kiekį. Mažiausias produkto kiekis yra reagentas, kuris yra ribojantis reagentas.

Na gramų skaičiui nustatyti₃PO₄ susiformavo:

• gramų Na₃PO₄ = (reaktyviojo elemento gramai) x (reaktyviojo elemento mol / reagento molinė masė) x (molinis santykis: produktas / reaktantas) x (produkto molinė masė / produkto molas)

Na kiekis₃PO₄ susidaro iš 35,60 g NaOH

• gramų Na₃PO₄ = (35,60 g NaOH) x (1 mol NaOH / 40,00 g NaOH) x (1 mol Na₃PO₄/ 3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gramų Na₃PO₄ = 48,64 gramai

Na kiekis₃PO₄ susidaro iš 30,80 gramų H₃PO₄

• gramų Na₃PO₄ = (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 98,00 gramai H₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gramų Na₃PO₄ = 51,52 gramo

Natrio hidroksidas sudarė mažiau produkto nei fosforo rūgštis. Tai reiškia, kad natrio hidroksidas buvo ribojantis reagentas ir susidaro 48,64 g natrio fosfato.

Norėdami nustatyti reaktyviosios medžiagos perteklius likusi, reikalinga suma.

• gramų panaudoto reagento gramai = (susidariusio produkto gramai) x (1 mol produkto / molinė produkto masė) x (molinis santykis reagento / produkto masės) x (reaktanto molinė masė)
• gramų H₃PO₄ panaudotas = (48,64 g Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• gramų H₃PO₄ sunaudota = 29,08 gramo

Šis skaičius gali būti naudojamas likusiam reagentų pertekliaus kiekiui nustatyti.

• Gramai H₃PO₄ likę = pradiniai gramai H₃PO₄ - gramų H₃PO₄ naudotas
• gramų H₃PO₄ likę = 30,80 gramų - 29,08 gramų
• gramų H₃PO₄ likusi = 1,72 gramo

Kai 35,60 g NaOH reaguoja su 30,80 g H₃PO₄,

• a. 48,64 gramai Na₃PO₄ yra suformuotos.
• b. NaOH buvo ribojantis reagentas.
• c. 1,72 g H₃PO₄ likti baigtas.