- כיצד מחשבים את המגיבים המגבירים והעודפים?
- שיטה 1
- דוגמא
- שיטה 2
- דוגמאות
- דוגמה 1
- שיטה 1
- חישוב המוני המגיבים
- דוגמא 2
- שיטה 1
- חישוב מסת מסת המגיב העודף
- חישוב גרמי AgCl המיוצרים בתגובה
- הפניות
מגיב המגביל הוא אחד כי הוא נצרך לחלוטין וקובע כיצד מסה הרבה של מוצרים נוצרות בתגובה כימית; בעוד המגיב העודף הוא כזה שאינו מגיב לחלוטין לאחר שצרך את המגיב המגביל.
בתגובות רבות נחפש עודף של מגיב בכדי להבטיח שכל המגיב המעניין יגיב. לדוגמא, אם A מגיב עם B לייצור C, ורצוי ש- A יגיב לחלוטין, יתווסף עודף של B. עם זאת, הסינתזה, והקריטריונים המדעיים והכלכליים, הם שקובעים אם עודף של A מתאים או ב.
נוזל מחקרי מעבדה בכימיה
המגיב המגביל קובע את כמות המוצר שיכולה להיווצר בתגובה הכימית. לכן, אם ידוע כמה מ- A הגיבו, נקבע מייד כמה נוצר C. C. עודף מגיב מעולם לא מגלה את כמויות המוצר שנוצרו.
מה אם גם A וגם B נצרכים בתגובה? ואז אנו מדברים על תערובת שוויונית של A ו- B. בפועל, זו משימה לא קלה להבטיח שיש מספר שווה של שומות או מקבילות של כל המגיבים; במקרה זה, ניתן להשתמש באחד מהשניים, A או B, לחישוב כמות C.
כיצד מחשבים את המגיבים המגבירים והעודפים?
ישנן דרכים רבות לזהות ולחשב את כמות המגיב המגביל שיכול להיות מעורב בתגובה. לאחר חישובם, יתר החומרים החומרים מגבירים.
שיטה המאפשרת זיהוי שהוא המגיב המגביל, המבוסס על השוואה בין חלקם של המגיבים לטיפול הסטוכיומטרי, היא זו המתוארת להלן.
שיטה 1
ניתן לתאר תגובה כימית באופן הבא:
aX + bY => cZ
כאשר X, Y ו- Z מייצגים את מספר השומות של כל מגיב ומוצר. בינתיים, a, b ו- c מייצגים את המקדמים הסטואיציומטריים שלהם, הנובעים מהאיזון הכימי של התגובות.
אם מתקבלים המנה (X / a) והמנה (Y / b), המגיב עם המנה התחתונה הוא המגיב המגביל.
כאשר מחושבים את המרכיבים המצוינים, נקבע הקשר בין מספר השומות שנמצאות בתגובה (X, Y ו- Z) למספר השומות המעורבות בתגובה, המיוצג על ידי המקדמים הסטויו-מטריים של המגיבים (a ו- b).
לפיכך, ככל שהמניין המצוין עבור מגיב נמוך יותר, כך גדל הגירעון של אותו מגיב להשלמת התגובה; ולכן זהו המגיב המגביל.
דוגמא
SiO 2 (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO 2 (g)
3 גרם SiO 2 (תחמוצת סיליקון) מגיבים עם 4.5 גרם C (פחמן).
שומות של SiO 2
מסה = 3 גרם
משקל מולקולרי = 60 גרם למול
מספר שומות SiO 2 = 3 גרם / (60 גרם / מול)
0.05 שומות
מספר שומות C
מסה = 4.5 גרם
משקל אטומי = 12 גרם למול
מספר שומות של C = 4.5 גרם / (12 גרם / מול)
0.375 שומות
כמות מרובה בין מספר השומות של המגיבים לבין המקדמים הסטויו-מטריים שלהם:
עבור SiO 2 = 0.05 mol / 1 mol
כמות = 0,05
עבור C = 0.375 שומות / 3 שומות
כמות = 0.125
מההשוואה בין ערכי המרכיבים ניתן להסיק כי המגיב המגביל הוא SiO 2 .
שיטה 2
בתגובה הקודמת מחושב המסה המיוצרת מ- SiC, כאשר משתמשים ב -3 גרם SiO 2 וכאשר משתמשים 4.5 גרם C
(3 g SiO 2 ) x (1 mole SiO 2 /60 גר SiO 2 ) x (1 mol SiC / 1 mol SiO 2 ) x (40 גרם SiC / SiC 1 mol) = 2 גרם של SiC
(4.5 גרם צלזיוס) x (3 mol C / 36 גרם C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 גרם SiC / 1 mol SiC) = 5 גרם SiC
אז, יותר SiC (סיליקון קרביד) היה מיוצר אם התגובה הייתה מתרחשת על ידי צריכת כל הפחמן מאשר הכמות המיוצרת על ידי צריכת כל ה- SiO 2 . לסיכום, SiO 2 הוא המגיב המגביל, מכיוון שכאשר כל עודפי C נצרכים, נוצר יותר SiC.
דוגמאות
דוגמה 1
0.5 שומן אלומיניום מגיבים עם 0.9 שומן של כלור (Cl 2 ) ליצירת אלומיניום כלוריד (AlCl 3 ): מהו המגיב המגביל ומה עודף המגיב? חשב את המסה של המגיב המגביל ואת המגיב העודף
2 Al (ים) + 3 Cl 2 (g) => 2 AlCl 3 (s)
שיטה 1
המרכיבים בין שומות המגיבים לבין המקדמים הסטויו-מטריים הם:
לאלומיניום = 0.5 שומן / 2 שומות
כמות אלומיניום = 0.25
עבור Cl 2 = 0.9 ש"ח / 3 שומות
כמות 2 Cl = 0.3
ואז המגיב המגביל הוא אלומיניום.
מסקנה דומה מושגת אם נקבעות שומות הכלור הנדרשות לשילוב עם 0.5 שומן האלומיניום.
חפרפרות של Cl 2 = (0.5 שומה של A) x (3 שומות של Cl 2 /2 שומות של A)
0.75 שומות Cl 2
ואז יש עודף של Cl 2 : 0.75 שומות נדרשות כדי להגיב עם האלומיניום, ונמצאות 0.9 שומות. לכן יש עודף של 0.15 מולד של Cl 2.
ניתן להסיק כי המגיב המגביל הוא אלומיניום
חישוב המוני המגיבים
הגבלת מסת מגיב:
מסה של אלומיניום = 0.5 ש"ח Al x 27 גרם / שומה
13.5 גרם
המסה האטומית של Al היא 27 גרם / מול.
המסה של עודף מגיב:
נותרו 0.15 שומות של Cl 2
מסה של עודף Cl 2 = 0.15 mol של Cl 2 x 70 גרם / מול
10.5 גרם
דוגמא 2
המשוואה הבאה מייצגת את התגובה בין חנקתי כסף לברורי כלוריד בתמיסה מימית:
2 AgNO 3 (aq) + BaCl 2 (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO 3 ) 2 (aq)
על פי משוואה זו, אם מעורבבים תמיסה המכילה 62.4 גרם AgNO 3 עם תמיסה המכילה 53.1 גרם BaCl 2 : א) מהו המגיב המגביל? ב) כמה מתגובות נותרות בלתי מוגשות? ג) כמה גרם של AgCl נוצרו?
משקולות מולקולריות:
-AgNO 3 : 169.9 גרם / מול
-BaCl 2 : 208.9 גרם / מול
-AgCl: 143.4 גרם למול
-Ba (NO 3 ) 2 : 261.9 גרם / מול
שיטה 1
כדי ליישם שיטה 1, המאפשרת זיהוי של המגיב המגביל, יש צורך לקבוע את השומות של AgNO 3 ו- BaCl 2 שנמצאים בתגובה.
שומות של AgNO 3
משקל מולקולרי 169.9 גרם למול
מסה = 62.4 גרם
מספר שומות = 62.4 גרם / (169.9 גרם / מול)
0.367 שומות
שומות של BaCl 2
משקל מולקולרי = 208.9 גרם למול
מסה = 53.1 גרם
מספר שומות = 53.1 גרם / (208.9 גרם / מול)
0.254 שומות
קביעת המרכיבים בין מספר השומות של המגיבים לבין המקדמים הסטויו-מטריים שלהם.
עבור AgNO 3 = 0.367 שומות / 2 שומות
כמות = 0.184
עבור BaCl 2 = 0.254 שומות / שומה
כמות = 0.254
בהתבסס על שיטה 1, ערך היחסים מאפשר לזהות את AgNO 3 כמגיב המגביל.
חישוב מסת מסת המגיב העודף
האיזון הסטויו-מטרי של התגובה מצביע על כך ש -2 שומות AgNO 3 מגיבות עם 1 שומה של BaCl 2.
חפרפרות של BaCl 2 = (0.367 שומות של אגנו 3 ) x (1 mol BaCl 2 /2 שומות של אגנו 3 )
0.1835 שומות של BaCl 2
השומות של BaCl 2 שלא התערבו בתגובה, כלומר שהם עודפים, הן:
0.254 שומות - 0.1835 שומות = 0.0705 שומות
המסה של BaCl 2 עודף:
0.0705 mol x 208.9 גרם / מול = 14.72 גרם
סיכום:
עודף מגיב: BaCl 2
עודף מסה: 14.72 גרם
חישוב גרמי AgCl המיוצרים בתגובה
כדי לחשב את מסת המוצרים, החישובים נעשים על בסיס המגיב המגביל.
g AgCl = (62.4 גרם AgNO 3 ) x (1 mol AgNO 3 / 169.9 גרם) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO 3 ) x (142.9 גרם / mol AgCl)
52.48 גרם
הפניות
- וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
- פלורס ג'יי (2002). כִּימִיָה. סנטילנה עריכה
- ויקיפדיה. (2018). מגיב מגביל: en.wikipedia.org
- שאה ש '(21 באוגוסט 2018). מגביל ריאגנטים. כימיה LibreTexts. התאושש מ: chem.libretexts.org
- דוגמאות להגבלת סטואיציומטריה מגבילות. התאושש מ: chemteam.info
- אוניברסיטת וושינגטון. (2005). מגביל ריאגנטים. התאושש מ: chemistry.wustl.edu