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Begrenzung der Reaktantenprobleme in der Chemie

Begrenzung der Reaktantenprobleme in der Chemie

Eine ausgeglichene chemische Gleichung zeigt die molaren Mengen an Reaktanten. die zusammen reagieren, um molare Mengen an Produkten zu erzeugen . In der realen Welt werden Reaktanten selten mit der genauen benötigten Menge zusammengebracht. Ein Reaktant wird vor den anderen vollständig verbraucht. Der Reaktant zuerst aufgebraucht ist bekannt als die begrenzenden Reaktanten. Die anderen Reaktanten werden teilweise verbraucht, wenn die verbleibende Menge als „im Überschuss“ angesehen wird. Dieses Beispielproblem zeigt ein Verfahren zur Bestimmung des limitierenden Reaktanten einer chemischen Reaktion.

 

Beispiel Problem

Natriumhydroxid (NaOH) reagiert mit Phosphorsäure (H 3 PO 4 ) unter Bildung von Natriumphosphat (Na 3 PO 4 ) und Wasser (H 2 O) durch die Reaktion:

  • 3 NaOH (aq) + H 3 PO 4 (aq) → Na 3 PO 4 (aq) + 3 H 2 O (l)

Wenn 35,60 g NaOH mit 30,80 g H 3 PO 4 umgesetzt werden ,

  • ein. Wie viele Gramm Na 3 PO 4 werden gebildet?
  • b. Was ist der limitierende Reaktant?
  • c. Wie viele Gramm des überschüssigen Reaktanten verbleiben, wenn die Reaktion abgeschlossen ist?

Nützliche Informationen:

  • Molmasse von NaOH=40,00 g
  • Molmasse von H 3 PO 4=98,00 g
  • Molmasse von Na 3 PO 4=163,94 g

 

Lösung

Um den limitierenden Reaktanten zu bestimmen, berechnen Sie die Menge an Produkt, die von jedem Reaktanten gebildet wird. Der Reaktant, der die geringste Produktmenge erzeugt, ist der limitierende Reaktant.

Um die Anzahl der gebildeten Gramm Na 3 PO 4 zu bestimmen :

  • Gramm Na 3 PO 4=(Gramm Reaktant) x (Mol Reaktant / Molmasse des Reaktanten) x (Molverhältnis: Produkt / Reaktant) x (Molmasse des Produkts / Molprodukts)

Menge an Na 3 PO 4, gebildet aus 35,60 g NaOH

  • g Na 3 PO 4=(35,60 g NaOH) x (1 Mol NaOH / 40,00 g NaOH) x (1 Mol Na 3 PO 4 /3 mol NaOH) x (163.94 g Na 3 PO 4 /1 Mol Na 3 PO 4 ) ,
  • Gramm Na 3 PO 4=48,64 Gramm

Menge an Na 3 PO 4, gebildet aus 30,80 g H 3 PO 4

  • g Na 3 PO 4=(30,80 g H 3 PO 4 ) x (1 Mol H 3 PO 4 /98.00 g H 3 PO 4 ) x (1 Mol Na 3 PO 4 /1 mol H 3 PO 4 ) x (163.94 g Na 3 PO 4 /1 mol Na 3 PO 4 ) ,
  • Gramm Na 3 PO 4=51,52 Gramm

Das Natriumhydroxid bildete weniger Produkt als die Phosphorsäure. Dies bedeutet, dass das Natriumhydroxid der limitierende Reaktant war und 48,64 g Natriumphosphat gebildet werden.

Um die Menge des verbleibenden überschüssigen Reaktanten zu bestimmen , wird die verwendete Menge benötigt.

  • g Reaktand gebrauchten=(Gramm Produkt gebildet) x (1 Mol Produkt / Molmasse von Produkt) x ( Molverhältnis Edukt / Produkt) x (Molmasse Reaktant)
  • g H 3 PO 4 gebrauchten=(48.64 g Na 3 PO 4 ) x (1 Mol Na 3 PO 4 /163.94 g Na 3 PO 4 ) x (1 Mol H 3 PO 4 /1 Mol Na 3 PO 4 ) x ( 98 g H 3 PO 4 /1 mol)
  • Gramm H 3 PO 4 verwendet=29,08 Gramm

Diese Zahl kann verwendet werden, um die verbleibende Menge an überschüssigem Reaktanten zu bestimmen.

  • G H 3 PO 4 verbleibenden=Anfangs g H 3 PO 4 – g H 3 PO 4 verwendet
  • verbleibende Gramm H 3 PO 4=30,80 g – 29,08 g
  • verbleibende Gramm H 3 PO 4=1,72 g

 

Antworten

Wenn 35,60 g NaOH mit 30,80 g H 3 PO 4 umgesetzt werden ,

  • ein. Es werden 48,64 g Na 3 PO 4 gebildet.
  • b. NaOH war der limitierende Reaktant.
  • c. 1,72 g H 3 PO 4 verbleiben bei Fertigstellung.

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