몫:
제한 시약은 무엇이며 초과시입니까? 계산 방법과 예제
그 제한 시약 화학 반응에서 얼마나 많은 양의 제품이 형성되는지를 완전히 소모하고 결정합니다. 과잉 시약은 제한 시약이 소비 된 후에 완전히 반응하지 않는 시약이다.
많은 반응에서 과량의 시약이 관심있는 모든 시약이 반응하는지 확인하려고합니다. 예를 들어, A가 B와 반응하여 C를 생성하고 A가 완전히 반응하는 것이 바람직하다면 B가 과잉으로 첨가되지만 합성과 과학적 및 경제적 기준은 A가 과도한 지 결정하는 것이다. 또는 B.
제한 시약은 화학 반응에서 형성 될 수있는 생성물의 양을 결정합니다. 따라서 A에서 반응 한 양을 알면 C로 얼마나 많이 형성되었는지 즉시 결정할 수 있습니다. 과량의 시약은 제품으로 형성된 수량을 나타내지 않습니다.
그리고 그들이 반응에서 A와 B를 모두 소비한다면? 그렇다면 우리는 A와 B의 등 몰량 혼합물에 대해 이야기합니다. 그러나 실제로는 모든 반응물의 몰수 또는 등량이 동일하다는 것을 보장하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 이 경우 두 개 중 하나 A 또는 B를 사용하여 C의 양을 계산할 수 있습니다.
색인
- 1 한계 및 초과 시약은 어떻게 계산됩니까??
- 1.1 방법 1
- 1.2 방법 2
- 2 예
- 2.1 - 예 1
- 2.2 - 예 2
- 3 참고
한계 및 초과 시약은 어떻게 계산됩니까??
반응에 개입 할 수있는 제한 시약의 양을 확인하고 계산하는 많은 방법이 있습니다. 일단 계산되면, 다른 시약은 과량이다..
시약의 비율과 화학 양론 비의 비교에 기초하여 제한 시약을 확인하는 방법은 아래에 설명 된 방법입니다.
방법 1
화학 반응은 다음과 같은 방식으로 도식화 될 수있다.
aX + bY => cZ
여기서 X, Y 및 Z는 각 시약 및 제품의 몰수를 나타냅니다. 반면, a, b 및 c는 반응의 화학적 균형에 기인 한 화학 양 론적 계수를 나타낸다..
몫 (X / a)과 몫 (Y / b)을 얻은 경우, 가장 낮은 몫을 갖는 시약이 제한 시약입니다.
지시 된 비율이 계산 될 때, 반응물 (a, b)의 화학량 론적 계수로 표현되는 반응에 포함 된 몰수 (x, y 및 z)와 반응에 포함 된 몰 수 사이의 관계가 확립되고있다..
따라서 시약에 표시된 몫이 낮을수록 반응을 끝내기 위해 해당 시약의 적자가 커집니다. 그러므로 그것은 제한 시약이다..
예제
SiO2(s) + 3C (s) => SiC (s) + 2CO2(g)
3g의 SiO가 반응한다2 (산화 규소)에 4.5 g의 C (탄소).
SiO2의 몰2
질량 = 3 g
분자량 = 60 g / mol
SiO2의 몰수2 = 3g / (60g / mol)
0.05 몰
C의 몰수
질량 = 4.5 g
원자 중량 = 12 g / mol
C의 몰수 = 4.5 g / (12 g / mol)
0.375 몰
반응물의 몰수와 화학 양 론적 계수 사이의 비율 :
SiO2 = 0.05 몰 / 1 몰
지수 = 0.05
C = 0.375 몰 / 3 몰
비율 = 0.125
몫의 값의 비교로부터, 제한 반응물은 SiO2.
방법 2
SiO2 3g을 사용했을 때의 양산 된 SiC는 이전 반응으로부터 계산됩니다2 그리고 4.5 g의 C를 사용하면
(3 g SiO2) x (1 몰 SiO)2/ 60 g SiO2) x (1 몰 SiC / 1 몰 SiO)2) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 2 g SiC
(1 몰의 SiC / 3 몰의 C) x (40 그램의 SiC / 1 몰의 SiC) = 5 g의 SiC
반응이 일어난다면 모든 탄소가 소모되어 모든 SiO가 소비되었을 때 생성 된 양이 더 많아 질수록 더 많은 SiC (실리콘 카바이드)가 생성 될 것입니다2. 결론적으로, SiO2 모든 과량의 C가 더 많은 SiC를 생성하기 때문에 제한적인 시약이다..
예제들
-예제 1
0.5 몰의 알루미늄을 0.9 몰의 염소 (Cl2)을 사용하여 염화 알루미늄 (AlCl3) : 제한 시약은 무엇이며 초과 시약은 무엇입니까? 제한 시약과 초과 시약의 질량을 계산하십시오
2에서 (s) + 3 Cl2(g) => 2 AlCl3(들)
방법 1
반응물의 몰과 화학 양 론적 계수 사이의 비율은 다음과 같다 :
알루미늄 = 0.5 몰 / 2 몰
알루미늄 비율 = 0.25
Cl의 경우2 = 0.9 몰 / 3 몰
Cl 비율2 = 0.3
그런 다음, 제한 시약은 알루미늄.
0.5 몰의 알루미늄과 결합 될 필요가있는 염소의 몰수를 결정한다면 유사한 결론에 도달한다.
Cl의 두더지2 = (0.5 몰의 Al) x (3 몰의 Cl2/ 2 몰의 Al)
0.75 몰의 Cl2
그런 다음 Cl의 초과가 있습니다.2: 알루미늄과 반응하는데 0.75 몰이 필요하고, 0.9 몰이 존재한다. 따라서, 0.15 몰의 과량의 Cl2.
제한 시약은 알루미늄
반응물 질량의 계산
제한 시약의 질량 :
알루미늄 덩어리 = Al 0.5 x 27 g / mol
13.5 g.
Al의 원자 질량은 27g / mol.
과량의 시약 질량 :
그것은 0.15 몰의 Cl2
C1 질량2 잔여 물 = 0.15 몰 Cl2 x 70 g / mol
10.5 g
-예제 2
다음 식은 수용액에서 질산은과 염화 바륨 사이의 반응을 나타낸다.
2 AgNO3 (ac) + BaCl2 (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)2 (ac)
이 식에 따르면, 62.4g의 AgNO3 53.1g의 BaCl을 함유하는 용액2: a) 제한 시약은 무엇입니까? b) 얼마나 많은 시약이 반응하지 않은 채로 남아 있습니까? c) 몇 그램의 AgCl이 형성 되었는가??
분자량 :
-AgNO3: 169.9g / mol
-BaCl2: 208.9g / mol
-AgCl : 143.4g / mol
-바 (NO3)2: 261.9 g / mol
방법 1
한계 시약의 확인을 허용하는 방법 1을 적용하기 위해서는 AgNO의 몰수를 결정할 필요가있다3 및 BaCl2 반응에 존재하는.
AgNO의 두더지3
분자량 169.9 g / mol
질량 = 62.4g
몰수 = 62.4 g / (169.9 g / mol)
0.367 몰
BaCl의 두더지2
분자량 = 208.9g / mol
질량 = 53.1g
몰수 = 53.1 g / (208.9 g / mol)
0.254 몰
반응물의 몰수와 화학 양 론적 계수 사이의 지수 결정.
AgNO의 경우3 = 0.367 몰 / 2 몰
비율 = 0.184
BaCl2 = 0.254 몰 / 1 몰
비율 = 0.254
방법 1에 기초하여, 몫의 가치는 AgNO3 제한 시약으로서.
과량의 시약 질량 계산
반응의 화학량 론적 균형은 2 몰의 AgNO3 1 몰의 BaCl2.
BaCl의 두더지2= (0.367 몰의 AgNO3) x (1 mol BaCl2/ 2 몰의 AgNO3)
0.1835 몰의 BaCl2
그리고 BaCl의 몰수2 그 반응에 개입하지 않았다는 것, 즉 그들이 초과하고 있다는 것입니다 :
0.254 몰 내지 0.1835 몰 = 0.0705 몰
BaCl 질량2 초과 :
0.0705 몰 × 208.9g / 몰 = 14.72g
요약 :
과량의 시약 : BaCl2
초과 질량 : 14.72 g
반응에서 생성 된 AgCl의 g 계산
생성물의 질량을 계산하기 위해 계산은 제한 시약을 기반으로 이루어집니다..
g의 AgCl = (62.4g의 AgNO3) x (1 몰 AgNO3/ 169.9 g) x (2 몰 AgCl / 2 몰 AgNO3) x (142.9 g / mol AgCl)
52.48 g
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- Flores J. (2002). 화학 Editorial Santillana
- 위키 백과. (2018). 제한 시약 : en.wikipedia.org
- Shah S. (2018 년 8 월 21 일). 제한 시약. 화학 LibreTexts. 원본 주소 'chemical.libretexts.org'
- 화학량 론 제한 제제 예. 원본 주소 'chemteam.info'
- 워싱턴 대학. (2005). 제한 시약. 원본 주소 'chemistry.wustl.edu'