Ограничение проблем с реагентами в химии

сбалансированное химическое уравнение показывает молярное количество реагенты которые будут реагировать вместе, чтобы произвести молярное количество товары. В реальном мире реагенты редко сводятся вместе с необходимым количеством. Один реагент будет полностью израсходован раньше остальных. Используемый первым реагент известен какограничивающий реагент. Другие реагенты частично потребляются, когда оставшееся количество считается «в избытке». Этот пример проблемы демонстрирует способ определения ограничивающего реагента химической реакции.

Гидроксид натрия (NaOH) реагирует с фосфорной кислотой (H₃ПО₄) с образованием фосфата натрия (Na₃ПО₄) и вода (H₂О) по реакции:

• 3 NaOH (водн.) + H₃ПО₄(aq) → Na₃ПО₄(вод) + 3 H₂О (л)

Если 35,60 г NaOH реагирует с 30,80 г H₃ПО₄,

• а. Сколько грамм Na₃ПО₄ образуются?
• б. Что такое ограничивающий реагент?
• с. Сколько граммов избытка реагента остается, когда реакция завершена?

Полезная информация:

• Молярная масса NaOH = 40,00 г
• Молярная масса Н₃ПО₄ = 98,00 г
• Молярная масса Na₃ПО₄ = 163,94 г

Чтобы определить ограничивающий реагент, рассчитайте количество продукта, образуемого каждым реагентом. Реагент, который производит наименьшее количество продукта, является реагентом-ограничителем.

Определить количество граммов Na₃ПО₄ сформировавшиеся:

• грамм Na₃ПО₄ = (грамм реагента) х (моль реагента / молярная масса реагента) х (мольное отношение: продукт / реагент) х (молярная масса продукта / моль продукта)

Количество Na₃ПО₄ образуется из 35,60 г NaOH

• грамм Na₃ПО₄ = (35,60 г NaOH) х (1 моль NaOH / 40,00 г NaOH) х (1 моль Na₃ПО₄/ 3 моль NaOH) х (163,94 г Na₃ПО₄/ 1 моль Na₃ПО₄)
• грамм Na₃ПО₄ = 48,64 г

Количество Na₃ПО₄ образуется из 30,80 г H₃ПО₄

• грамм Na₃ПО₄ = (30,80 г H₃ПО₄) х (1 моль Н₃ПО₄/ 98,00 г H₃ПО₄) х (1 моль Na₃ПО₄/ 1 моль H₃ПО₄) х (163,94 г Na₃ПО₄/ 1 моль Na₃ПО₄)
• грамм Na₃ПО₄ = 51,52 г

Гидроксид натрия образовывал меньше продукта, чем фосфорная кислота. Это означает, что гидроксид натрия был ограничивающим реагентом и образовалось 48,64 грамма фосфата натрия.

Определить сумму избыток реагента оставшееся количество необходимо.

• граммы используемого реагента = (граммы образовавшегося продукта) x (1 моль продукта / молярная масса продукта) x (мольное отношение реагента / продукта) х (молярная масса реагента)
• грамм Н₃ПО₄ б = 48,64 г Na₃ПО₄) х (1 моль Na₃ПО₄/ 163,94 г Na₃ПО₄) х (1 моль Н₃ПО₄/ 1 моль Na₃ПО₄) х (98 г Н₃ПО₄/ 1 моль)
• грамм Н₃ПО₄ б = 29,08 г

Это число можно использовать для определения оставшегося количества избыточного реагента.

• Грамм H₃ПО₄ остальное = начальные граммы H₃ПО₄ - грамм H₃ПО₄ используемый
• грамм H₃ПО₄ остаток = 30,80 г - 29,08 г
• грамм H₃ПО₄ остаток = 1,72 г

Когда 35,60 г NaOH реагирует с 30,80 г H₃ПО₄,

• а. 48,64 г Na₃ПО₄ образуются.
• б. NaOH был ограничивающим реагентом.
• с. 1,72 г Н₃ПО₄ оставаться на завершении.