- كيف يتم حساب المتفاعلات المحددة والزائدة؟
- طريقة 1
- مثال
- الطريقة الثانية
- أمثلة
- -مثال 1
- طريقة 1
- حساب كتل المواد المتفاعلة
- - مثال 2
- طريقة 1
- حساب كتلة الكاشف الزائد
- حساب جرامات AgCl المنتجة في التفاعل
- المراجع
و كاشف الحد هو الذي يستهلك تماما ويحدد كيف تتشكل الكثير كتلة من المنتجات في تفاعل كيميائي. في حين أن الكاشف الزائد هو الذي لا يتفاعل بشكل كامل بعد تناول الكاشف المحدد.
في العديد من التفاعلات ، يتم البحث عن فائض من الكاشف لضمان تفاعل كل الكاشف المعني. على سبيل المثال ، إذا تفاعل A مع B لإنتاج C ، ومن المرغوب فيه أن يتفاعل A تمامًا ، تتم إضافة فائض من B. ومع ذلك ، فإن التركيب والمعايير العلمية والاقتصادية هي التي تحدد ما إذا كان فائض A مناسبًا. أو ب.
سائل أبحاث الكيمياء الكيميائية
يحدد الكاشف المحدد كمية المنتج التي يمكن تشكيلها في التفاعل الكيميائي. لذلك ، إذا كان معروفًا مقدار تفاعل A ، فسيتم تحديد مقدار تفاعل C على الفور ، ولا يكشف الكاشف الزائد أبدًا عن كميات المنتج المتكون.
ماذا لو استهلك كل من A و B في التفاعل؟ ثم نتحدث عن مزيج متساوي الأقطاب من A و B. ولكن عمليًا ، ليس من السهل التأكد من وجود أعداد متساوية من الشامات أو ما يعادلها من جميع المواد المتفاعلة ؛ في هذه الحالة ، يمكن استخدام أي من الاثنين ، A أو B ، لحساب كمية C.
كيف يتم حساب المتفاعلات المحددة والزائدة؟
هناك العديد من الطرق لتحديد وحساب كمية الكاشف المحدد الذي يمكن أن يشارك في التفاعل. بمجرد حسابها ، تكون الكواشف الأخرى زائدة.
الطريقة التي تسمح بتحديد الكاشف المحدد ، بناءً على مقارنة نسبة الكواشف مع النسبة المتكافئة ، هي الطريقة الموضحة أدناه.
طريقة 1
يمكن تحديد التفاعل الكيميائي بالطريقة التالية:
aX + bY => تشيكوسلوفاكيا
حيث تمثل X و Y و Z عدد مولات كل مادة متفاعلة ومنتج. وفي الوقت نفسه ، تمثل a و b و c معاملاتها المتكافئة الناتجة عن التوازن الكيميائي للتفاعلات.
إذا تم الحصول على حاصل القسمة (X / a) والحاصل (Y / b) ، فإن المادة المتفاعلة ذات الحاصل الأدنى هي المتفاعل المحدد.
عندما يتم حساب النسب المشار إليها ، يتم تحديد العلاقة بين عدد المولات الموجودة في التفاعل (X ، Y و Z) وعدد المولات المشاركة في التفاعل ، ممثلة بالمعاملات المتكافئة للمتفاعلات (أ و ب).
لذلك ، كلما انخفض الحاصل المشار إليه في الكاشف ، زاد عجز هذا الكاشف لإكمال التفاعل ؛ وبالتالي ، فهو كاشف محدد.
مثال
SiO 2 (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO 2 (g)
3 جم من SiO 2 (أكسيد السيليكون) تتفاعل مع 4.5 جم من الكربون (الكربون).
مولات SiO 2
الكتلة = 3 جم
الوزن الجزيئي = 60 جم / مول
عدد مولات SiO 2 = 3 جم / (60 جم / مول)
0.05 مول
عدد مولات C
الكتلة = 4.5 جم
الوزن الذري = 12 جم / مول
عدد مولات C = 4.5 جم / (12 جم / مول)
0.375 مول
الحاصل بين عدد مولات المواد المتفاعلة ومعاملاتها المتكافئة:
بالنسبة إلى SiO 2 = 0.05 مول / 1 مول
الحاصل = 0.05
بالنسبة لـ C = 0.375 مول / 3 مولات
الحاصل = 0.125
من مقارنة قيم الحاصل ، يمكن استنتاج أن المتفاعل المحدد هو SiO 2.
الطريقة الثانية
في رد فعل السابق، يتم حساب إنتاجها بكميات كبيرة من كربيد، عندما 3 غرام من شافي 2 يستخدم وعندما تستخدم على 4.5 غرام من C
(3 ز شافي 2) س (1 الخلد شافي 2 /60 غرام شافي 2) س (1 مول كربيد / 1 مول شافي 2) س (40 ز كربيد / كربيد 1 مول) = 2 غرام من كربيد
(4.5 جم كربون) × (3 مول كربون / 36 جم كربون) × (1 جزيء كربيد كربيد / 3 مول كربون) × (40 جم كربوهيدرات / 1 جزيء كربيد كربيد) = 5 جم SiC
لذلك ، سيتم إنتاج المزيد من SiC (كربيد السيليكون) إذا حدث التفاعل عن طريق استهلاك كل الكربون أكثر من الكمية الناتجة عن استهلاك كل SiO 2. في الختام ، SiO 2 هو الكاشف المحدد ، لأنه عندما يتم استهلاك كل فائض C ، سيتم إنشاء المزيد من SiC.
أمثلة
-مثال 1
0.5 مول من الألومنيوم تتفاعل مع 0.9 مول من الكلور (Cl 2) لتكوين كلوريد الألومنيوم (AlCl 3): ما هو المتفاعل المحدد وما هو المتفاعل الزائد؟ احسب كتلة الكاشف المحدد والكاشف الزائد
2 Al (s) + 3 Cl 2 (g) => 2 AlCl 3 (s)
طريقة 1
الحاصل بين مولات المواد المتفاعلة والمعاملات المتكافئة هي:
للألمنيوم = 0.5 مول / 2 مول
حاصل الألومنيوم = 0.25
لـ Cl 2 = 0.9 مول / 3 مول
حاصل Cl 2 = 0.3
ثم الكاشف المحدد هو الألومنيوم.
يتم التوصل إلى نتيجة مماثلة إذا تم تحديد مولات الكلور المطلوبة للاندماج مع 0.5 مول من الألومنيوم.
مولات الكلور 2 = (0.5 مول من A) س (3 مولات الكلور 2 /2 الشامات من A)
0.75 مول من Cl 2
ثم هناك فائض من Cl 2: 0.75 مول مطلوب للتفاعل مع الألومنيوم ، و 0.9 مول موجود. لذلك ، هناك زيادة قدرها 0.15 مول من Cl 2.
يمكن الاستنتاج أن الكاشف المحدد هو الألومنيوم
حساب كتل المواد المتفاعلة
الحد من كتلة الكاشف:
كتلة الألمنيوم = 0.5 مول من Al x 27 جم / مول
13.5 جرام
الكتلة الذرية لـ Al هي 27 جم / مول.
كتلة الكاشف الزائد:
بقي 0.15 مول من Cl 2
كتلة الفائض Cl 2 = 0.15 مول من Cl 2 × 70 جم / مول
10.5 جرام
- مثال 2
تمثل المعادلة التالية التفاعل بين نترات الفضة وكلوريد الباريوم في محلول مائي:
2 AgNO 3 (aq) + BaCl 2 (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO 3) 2 (aq)
وفقًا لهذه المعادلة ، إذا تم خلط محلول يحتوي على 62.4 جم من AgNO 3 بمحلول يحتوي على 53.1 جم من BaCl 2: أ) ما هو الكاشف المحدد؟ ب) كم منها لا يزال غير متفاعل؟ ج) كم غرام من AgCl تم تشكيله؟
الأوزان الجزيئية:
- AgNO 3: 169.9 جم / مول
-BaCl 2: 208.9 جم / مول
-AgCl: 143.4 جم / مول
-Ba (NO 3) 2: 261.9 جم / مول
طريقة 1
لتطبيق الطريقة الأولى ، التي تسمح بتحديد الكاشف المحدد ، من الضروري تحديد مولات AgNO 3 و BaCl 2 الموجودة في التفاعل.
مولات AgNO 3
الوزن الجزيئي 169.9 جم / مول
الكتلة = 62.4 جم
عدد الشامات = 62.4 جم / (169.9 جم / مول)
0.367 مول
مولات BaCl 2
الوزن الجزيئي = 208.9 جم / مول
الكتلة = 53.1 جم
عدد الشامات = 53.1 جم / (208.9 جم / مول)
0.254 مول
تحديد الحاصل بين عدد مولات المواد المتفاعلة ومعاملاتها المتكافئة.
لـ AgNO 3 = 0.367 مول / 2 مول
الحاصل = 0.184
ل BaCl 2 = 0.254 مول / 1 مول
الحاصل = 0.254
بناءً على الطريقة الأولى ، تسمح قيمة النسب بتحديد AgNO 3 باعتباره كاشفًا محددًا.
حساب كتلة الكاشف الزائد
يشير التوازن المتكافئ للتفاعل إلى أن 2 مول من AgNO 3 تتفاعل مع 1 مول من BaCl 2.
مولات بووتون 2 = (0.367 مولات AGNO 3) س (1 مول بووتون 2 /2 مولات AGNO 3)
0.1835 مول من BaCl 2
ومولات BaCl 2 التي لم تتدخل في التفاعل ، أي الزائدة ، هي:
0.254 مول - 0.1835 مول = 0.0705 مول
كتلة BaCl 2 الزائدة:
0.0705 مول × 208.9 جم / مول = 14.72 جم
ملخص:
الكاشف الزائد: BaCl 2
الكتلة الزائدة: 14.72 جم
حساب جرامات AgCl المنتجة في التفاعل
لحساب كتلة المنتجات ، يتم إجراء الحسابات بناءً على الكاشف المحدد.
جم AgCl = (62.4 جم AgNO 3) × (1 مول AgNO 3 / 169.9 جم) × (2 مول AgCl / 2 مول AgNO 3) × (142.9 جم / مول AgCl)
52.48 جرام
المراجع
- ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء. (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
- فلوريس ج. (2002). كيمياء. افتتاحية Santillana
- ويكيبيديا. (2018). الكاشف المحدد: en.wikipedia.org
- شاه س. (21 أغسطس 2018). الحد من الكواشف. الكيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
- كواشف كيميائية تحد من أمثلة الكاشف. تم الاسترجاع من: chemteam.info
- جامعة واشنطن. (2005). الحد من الكواشف. تم الاسترجاع من: chemistry.wustl.edu