Instruksjoner for Begrense Reagenser
Hvis du har utført et eksperiment som en del av en kjemi lab eller gjennomgår resultatene av et eksperiment i en kjemi klasse, kan det hende du trenger å vite hvordan å identifisere den begrensende reagens, som er reagenset helt fortært i en reaksjon. Sammen med reaksjonsstøkiometrien, mengden av begrensende reagens tilført bestemmer det teoretiske utbytte - den maksimale mengden av produkt vi kan gjøre forutsatt at reaksjonen gikk til fullføring og alt gikk aldeles. Følgende er noen enkle trinn for å identifisere den begrensende reagens.
Bruksanvisning
1 Bestem hvor mye av hver reaktant var til stede. Hvis du arbeider dette problemet på en hjemmelekse, vil dette foreløpig informasjon trolig bli levert som en del av spørsmålet. Hvis du arbeider dette problemet etter en lab, vil du har målt mengder av begge reaktanter før du begynner eksperimentet, så du bør allerede ha denne informasjonen.
2 Balansere den kjemiske ligning for reaksjonen som fant sted. Hvis du skulle kombinere elementært fosfor med klorgass for å lage fosforpentaklorid, for eksempel, den ubalanserte reaksjonen vil være som følger:
P4 + Cl2 -> PCl3
Merk at vi har fire fosforatomer på den ene siden, og bare én på den andre, så vi multipliserer den andre siden av fire for å få:
P4 + Cl2 ---> 4 PCl3
Fine, men nå har vi 12 kloratomer på den ene siden og bare to på den andre, så vi multipliserer klorgass ved 6 for å få:
P4 + 6 Cl2 ---> 4 PCl3
og nå ligningen balanserer perfekt.
Hva gjør koeffisientene foran reaktanter og produkter bety? Disse "støkiometriske koeffisientene" forteller oss at forholdet mellom hver av reaktantene og produktene. I dette eksemplet, for eksempel, ville vi trenger 6 molekyler av klor for hver 1 molekyl av fosfor, som sammen vil gi 4 molekyler av produktet. Derfor vet vi at for hver mol fosfor vi legge til, trenger vi 6 mol klorgass for å maksimere mengden av produktene vi lager.
3 Fordel massen du brukte på hver reaktant ved sin molar masse til å konvertere til føflekker. La oss si at du brukte 30 gram fosfor og 30 gram klorgass, for eksempel. Hvis du ser opp fosfor på det periodiske systemet, vil du legge merke til en rekke under "P" symbol: 30.97, standard atomvekt. Det betyr at hver mol fosforatomer veier 30.97 gram. Hver fosfor-molekylet inneholder fire fosforatomer, slik at ett mol av fosfor-molekyler inneholder fire mol fosforatomer, så den molare massen av fosfor Molekyler er 30.97 x 4 = 123,9 gram per mol.
Vi kan gjenta denne beregningen for klor for å få en molekylvekt på 70,9 gram pr mol (fordi hver klormolekyl inneholder 2 kloratomer, så 2 x molar masse klor = 70,90). Hvis vi deler vår startmasse 30 gram for klor ved 70.90 gram per mol, som gir oss 0,423 mol klorgass til å begynne med. Vi gjentar denne beregningen for fosfor (dividere starter masse av molar masse), så vi finner vi hadde 0,242 mol fosfor.
4 Multiplisere antall mol av en reagens med forholdet mellom reaktantene. I vårt tilfelle er forholdet mellom fosfor og klor på 1: 4. Følgelig, for hvert mol av fosfor vi trenger fire mol klor. Vi kunne formere våre start mol klor ved 1/4 for å få 0,106 - antall mol fosfor vi trenger for en balansert reaksjon. Alternativt kan vi multiplisere antall mol fosfor med 4 for å få 0,968 - antall mol klor vi trenger for en balansert reaksjon.
5 Finn ut hvilken reagens er tilstede i tilstrekkelige mengder. I vårt eksempel, for å få en balansert reaksjon vi enten må øke antall mol klor vi må 0,968 eller redusere antall mol fosfor vi må 0,106. Følgelig er fosfor tilstede i overskudd, fordi vi har mer av det enn vi trenger. For klor, på den annen side, ville vi behov for å øke mengden vi har for å få en balansert reaksjon. Det betyr klor er tilstede i utilstrekkelige mengder - og det er den begrensende reagensen i denne reaksjon.