Ограничаване на реактивните проблеми в химията

А балансирано химично уравнение показва моларните количества на реагенти които ще реагират заедно, за да получат моларни количества от продукти. В реалния свят реактивите рядко се събират с необходимото количество. Един реагент ще бъде напълно изразходван преди останалите. Използваният първо реагент е известен катоограничаващ реагент. Останалите реагенти се изразходват частично, когато останалото количество се счита за "в повече". Този примерен проблем демонстрира метод за определяне на ограничаващия реагент на химическа реакция.

Натриев хидроксид (NaOH) реагира с фосфорна киселина (H₃PO₄) за образуване на натриев фосфат (Na₃PO₄) и вода (H₂О) чрез реакцията:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3Н₂О (л)

Ако 35,60 грама NaOH реагира с 30,80 грама Н₃PO₄,

• а. Колко грама Na₃PO₄ се формират?
• б. Какво е ограничаващият реагент?
• ° С. Колко грама остатъчен реагент остава, когато реакцията приключи?

Полезна информация:

• Моларна маса от NaOH = 40,00 грама
• Моларна маса на H₃PO₄ = 98,00 грама
• Моларна маса на Na₃PO₄ = 163,94 грама

За да определите ограничаващия реагент, изчислете количеството продукт, образувано от всеки реагент. Реагентът, който произвежда най-малкото количество продукт, е ограничаващият реагент.

За да определите броя на грамовете Na₃PO₄ образувана:

• грама Na₃PO₄ = (грам реагент) x (мол реагент / моларна маса на реагента) x (молно съотношение: продукт / реагент) x (моларна маса на продукта / молен продукт)

Количество Na₃PO₄ образуван от 35,60 грама NaOH

• грама 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 мол Na₃PO₄)
• грама Na₃PO₄ = 48,64 грама

Количество Na₃PO₄ образуван от 30,80 грама Н₃PO₄

• грама Na₃PO₄ = (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98,00 грама H₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 1 мол H₃PO₄) x (163.94 g Na₃PO₄/ 1 мол Na₃PO₄)
• грама Na₃PO₄ = 51,52 грама

Натриевият хидроксид образува по-малко продукт от фосфорната киселина. Това означава, че натриевият хидроксид е бил ограничаващият реагент и се образуват 48,64 грама натриев фосфат.

За да определите размера на излишък реагент оставащи, използваната сума е необходима.

• грам използван реагент = (грам продукт се образува) x (1 mol продукт / моларна маса на продукта) x (молно съотношение на реагент / продукт) x (моларна маса на реагента)
• грама H₃PO₄ използван = (48,64 грама Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/163.94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 мол Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 мол)
• грама H₃PO₄ използван = 29,08 грама

Този номер може да се използва за определяне на оставащото количество излишък на реагент.

• Грамс Н₃PO₄ оставащи = начални грама H₃PO₄ - грамове H₃PO₄ използвана
• грама H₃PO₄ оставащи = 30,80 грама - 29,08 грама
• грама H₃PO₄ остава = 1,72 грама

Когато 35,60 грама NaOH реагира с 30,80 грама H₃PO₄,

• а. 48,64 грама Na₃PO₄ се образуват.
• б. NaOH беше ограничаващият реагент.
• ° С. 1,72 грама H₃PO₄ остават при завършване.