Kemiassa reagoivien ongelmien rajoittaminen

tasapainoinen kemiallinen yhtälö näyttää molaariset määrät reagenssit jotka reagoivat yhdessä tuottamaan molaarisia määriä Tuotteet. Todellisessa maailmassa reagenssit tuodaan harvoin tarkan määrän kanssa. Yksi reagenssi käytetään kokonaan ennen muita. Ensin käytetty reagenssi tunnetaan nimellärajoittava reagenssi. Muut reagenssit kulutetaan osittain, kun jäljellä olevan määrän katsotaan olevan "ylimääräinen". Tämä esimerkki-ongelma havainnollistaa menetelmää kemiallisen reaktion rajoittavan reagenssin määrittämiseksi.

Natriumhydroksidia (NaOH) reagoi fosforihapon (H₃PO₄) natriumfosfaatin (Na₃PO₄) ja vettä (H₂O) reaktiolla:

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

Jos 35,60 grammaa NaOH: ta saatetaan reagoimaan 30,80 gramman kanssa H₃PO₄,

• a. Kuinka monta grammaa Na₃PO₄ ovat muodostuneet?
• b. Mikä on rajoittava reagenssi?
• C. Kuinka monta grammaa ylimääräistä reagenssia jäljellä, kun reaktio on mennyt loppuun?

Hyödyllistä tietoa:

• Moolimassa NaOH: ta = 40,00 grammaa
• H: n moolimassa₃PO₄ = 98,00 grammaa
• Na: n moolimassa₃PO₄ = 163,94 grammaa

Rajoittavan reagenssin määrittämiseksi lasketaan kunkin reagenssin muodostaman tuotteen määrä. Reagenssi, joka tuottaa vähiten tuotetta, on rajoittava reagenssi.

Na-gramman lukumäärän määrittämiseksi₃PO₄ muodostettu:

• grammaa Na₃PO₄ = (grammaa reagenssia) x (reagenssin mooli / reagenssin moolimassa) x (moolisuhde: tuote / reaktantti) x (tuotteen moolimassa / moolituote)

Na: n määrä₃PO₄ muodostettu 35,60 grammasta NaOH: ta

• grammaa 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)
• grammaa Na₃PO₄ = 48,64 grammaa

Na: n määrä₃PO₄ muodostettu 30,80 grammasta H: ta₃PO₄

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

Natriumhydroksidi muodosti vähemmän tuotetta kuin fosforihappo. Tämä tarkoittaa, että natriumhydroksidi oli rajoittava reagenssi ja muodostuu 48,64 grammaa natriumfosfaattia.

Määrä määritetään ylimääräinen reagenssi jäljellä, käytetty määrä tarvitaan.

• grammaa käytettyä reagenssia = = (grammaa muodostettua tuotetta) x (1 mol tuotetta / tuotteen moolimassa) x (moolisuhde reagenssin / tuotteen määrä) x (reagenssin moolimassa)
• grammaa H: ta₃PO₄ käytetty = (48,64 grammaa Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• grammaa H: ta₃PO₄ käytetty = 29,08 grammaa

Tätä lukua voidaan käyttää jäljellä olevan määrän ylimääräistä reagenssia määrittämiseen.

• Grammat H₃PO₄ jäljellä = alkuperäiset grammat H₃PO₄ - grammaa H₃PO₄ käytetyt
• grammaa H₃PO₄ jäljellä = 30,80 grammaa - 29,08 grammaa
• grammaa H₃PO₄ jäljellä = 1,72 grammaa

Kun 35,60 grammaa NaOH: ta saatetaan reagoimaan 30,80 gramman kanssa H₃PO₄,

• a. 48,64 grammaa Na₃PO₄ ovat muodostuneet.
• b. NaOH oli rajoittava reagenssi.
• C. 1,72 grammaa H: ta₃PO₄ pysy valmiina.