Reagente limitante e excessivo

Quais são o reagente limitante e excessivo?

Em uma reação química, o Reagente limitante É aquele que é consumido completamente e determina quanta massa de produtos é formada. Ele excesso de reagente É o que não reage completamente após o reagente limitante ter sido consumido e deixado.

Em muitas reações, há um excesso de reagente para garantir que todo o reagente de interesse reaja.

Por exemplo, se A reage com B para produzir C, e é desejado reagir completamente, um excesso de B é adicionado. No entanto, a síntese e os critérios científicos e econômicos, são aqueles que decidem se um excesso de A ou B é conveniente.

O reagente limitante determina a quantidade de produto que pode ser formada na reação química. Portanto, se se sabe quanto reagiu de A, é determinado imediatamente quanto foi formado a partir de C. O excesso de reagente nunca revela os valores formados pelo produto.

Quando consumido tanto quanto B na reação, então se fala de uma mistura equimolar de A e B.

Na prática, no entanto, não é uma tarefa fácil garantir que haja um número igual de toupeiras ou equivalentes de todos os reagentes. Nesse caso, qualquer um dos dois, a ou b, pode ser usado para calcular a quantidade formada de c.

Como os reagentes limitantes e excessivos são calculados?

Existem muitas maneiras de identificar e calcular a quantidade de reagente limitante que pode intervir na reação. Uma vez calculado, os outros reagentes são excessivamente.

Um método que permite identificar o que o reagente limitador é descrito abaixo e é baseado na comparação da proporção de reagentes com o relacionamento estequiométrico.

Método 1

Uma reação química pode esquematizar da seguinte maneira:

AX +BY => CZ

Onde x, y y z representa o número de moles de cada reagente e produto. Enquanto isso, A, B e C representam seus coeficientes estequiométricos, resultantes do equilíbrio químico de reações.

Pode atendê -lo: qual é o equivalente mecânico do calor?

Se o quociente (x/a) e o quociente (y/b) forem obtidos, esse reagente que tem o menor quociente é o reagente limitante.

Quando os quocientes indicados são calculados, a relação entre o número de moles presente na reação (x, y y z) e o número de moles envolvidos, representados pelos coeficientes estequiométricos dos reagentes (A e B).

Portanto, quanto menor o quociente indicado para um reagente, maior o déficit desse reagente para concluir a reação. E, portanto, é o reagente limitador.

Exemplo

SiO₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g de Sio são reagidos₂ (óxido de silício) com 4,5 g de C (carbono).

Moles de SiO₂

Missa = 3 g

Peso molecular = 60 g/mol

Número de moles de Sio₂ = 3 g/(60 g/mol)

0,05 moles

Número de MO

Missa = 4,5 g

Peso atômico = 12 g/mol

Número de moles de C = 4,5 g/(12 g/mol)

0,375 moles

Proporção entre o número de moles dos reagentes e seus coeficientes estequiométricos:

Para o SIO₂ = 0,05 moles / 1 mol

Quociente = 0,05

Para c = 0,375 moles / 3 moles

Quociente = 0,125

A partir da comparação dos valores do quociente, pode -se concluir que o reagente limitante é o SIO₂.

Método 2

A reação anterior é calculada a massa produzida de sic, quando 3 g de sio são usados₂ e quando 4,5 g de C são usados

(3 g sio₂) X (1 mol sio₂/60 g sio₂) X (1 mol sic/1 mol sio₂) x (40 g sic/ 1 mol sic) = 2 g de sic

(4,5 g c) x (3 mol c/ 36 g c) x (1 mol de sic/ 3 mol de c) x (40 g sic/ 1 mol de sic) = 5 g de sic

Então, mais sic (carboneto de silício) ocorreria se a reação ocorra consumindo todo o carbono do que a quantidade produzida quando todo o SIO é consumido₂. Em conclusão, o SIO₂ É o reagente limitante, pois quando todo o excesso de C foi consumido mais.

Pode atendê -lo: alugar halogenuros: propriedades, obtenção, exemplos

Exemplos

Exemplo 1

0,5 moles de alumínio com 0,9 moles de cloro são reagidos (Cl₂) Para formar cloreto de alumínio (ALCL₃): Qual é o reagente limitante e qual é o excesso de reagente? Calcule a massa do reagente limitante e o excesso de reagente

2 a (s) +3 Cl₂(g) => 2 ALCL₃(S)

Método 1

Os quocientes entre as toupeiras dos reagentes e os coeficientes estequiométricos são:

Para alumínio = 0,5 moles/2 moles

Quociente de alumínio = 0,25

Para o cl₂ = 0,9 moles/3 moles

Cliente do CL₂ = 0,3

Então, o reagente limitante é alumínio.

Uma conclusão semelhante é alcançada, se as toupeiras de cloro necessárias para combinar com os 0,5 moles de alumínio forem determinadas.

Toupeiras de Cl₂ = (0,5 moles de Al) X (3 moles de Cl₂/2 moles de Al)

0,75 moles de CL₂

Depois, há um excesso de cl₂: 0,75 moles são necessários para reagir com alumínio e 0,9 moles estão presentes. Portanto, há um excesso de 0,15 moles de CL_2.

Pode -se concluir que o reagente limitador é alumínio.

Cálculo de massas reagentes

Missa de reagente limitando:

Massa de alumínio = 0,5 moles de al x 27 g/mol

13,5 g.

A massa atômica de A é 27 g/mol.

Massa de reagente excesso:

0,15 moles de CL₂

CL Massa₂ Esquerda₂ x 70 g/mol

10,5 g

Exemplo 2

A equação a seguir representa a reação entre nitrato de prata e cloreto de bário em solução aquosa:

2 Agno₃ (AC) +BACL₂ (AC) => 2 AgCl (s) +Ba (não₃)₂ (AC)

De acordo com esta equação, se uma solução contendo 62,4 g de agno₃ Ele se mistura com uma solução contendo 53,1 g de BACL₂: a) Qual é o reagente limitante?, b) Quantos de que reagente eles não reagirão?, c) Quantos gramas de AGCL foram formados?

Pode atendê -lo: boro -hidreto de sódio (NABH4): estrutura, propriedades, usos

Pesos moleculares:

-Agno₃: 169,9 g/mol

-Bacl₂: 208,9 g/mol

-AGCL: 143,4 g/mol

-Banheiro₃)₂: 261,9 g/mol

Método 1

Para aplicar o método 1, que permite a identificação do reagente limitante, é necessário determinar as toupeiras de Agno₃ e bacl₂ presente na reação.

Moles de agno₃

Peso molecular = 169,9 g/mol

Missa = 62,4 g

Número de moles = 62,4 g/(169,9 g/mol)

0,367 toupeiras

Moles de bacl₂

Peso molecular = 208,9 g/mol

Missa = 53,1 g

Número de moles = 53,1 g/(208,9 g/mol)

0,254 toupeiras

Determinação de quocientes entre o número de moles dos reagentes e seus coeficientes estequiométricos.

Para o agno₃ = 0,367 moles / 2 moles

Quociente = 0,184

Para o BACL₂ = 0,254 moles / 1 mol

Quociente = 0,254

Com base no método 1, o valor dos quocientes permite identificar o AGNO₃ Como o reagente limitante.

Cálculo da massa de reagente em excesso

O equilíbrio estequiométrico da reação indica que 2 moles de agno₃ reagir com 1 mol de BACL_2.

Moles de bacl₂= (0,367 moles de AGNO₃) X (1 mol Bacl₂/ 2 moles de agno₃)

0,1835 moles de bacl₂

E as toupeiras de bacl₂  Isso não interveio na reação, ou seja, eles estão em excesso são:

0,254 MOLES - 0,1835 MOLES = 0,0705 MOLES

Massa BACL₂ em excesso:

0,0705 moles x 208,9 g/mol = 14,72 g

Resumo:

Excesso de reagente: bacl₂

Excesso de massa: 14,72 g

Cálculo dos gramas de AgCl produzidos na reação

Para calcular a massa dos produtos, os cálculos são feitos com base no reagente limitador.

G de agCl = (62,4 g de agno₃) X (1 mol agno₃/169,9 g) x (2 mol AGCL/2 mol AGNO₃) X (142,9 g/mol de AgCl)

52,48 g

Referências

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. Química (8.ª Ed.). Cengage Learning.
2. Flores j. Química. Santillana Editorial