Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

12.7: обмежуючий реагент

Млинці вимагають певної кількості інгредієнтів.
Малюнок12.7.1 (Кредит: Надано Кометою Рене та Національним інститутом раку; Фонд CK-12 - Крістофер Аюн; Джерело: Вікісховище Wikimedia, Млинці (відкривається у новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: суспільне надбання)

Хіба ви не ненавидите закінчуватися інгредієнтами для приготування їжі?

Кулінарія - прекрасний приклад побутової хімії. Для того щоб правильно слідувати рецепту, кулінару потрібно переконатися, що у нього є багато всіх необхідних інгредієнтів для того, щоб зробити свою страву. Припустимо, що ви вирішили зробити кілька млинців для великої групи людей. Рецепт на коробці вказує, що для кожної партії млинців потрібні наступні інгредієнти:

1чашка млинцевої суміші

34чашка молока

1яйце

1столова ложка рослинного масла

Тепер ви перевіряєте комору та холодильник і бачите, що у вас є такі інгредієнти:

2 коробки млинцевої суміші (8 склянок)

Половина галона молока (4 склянки)

2 яєць

Повна пляшка рослинного масла (близько 3 склянок)

Питання, яке ви повинні задати: скільки партій млинців я можу зробити? Відповідь - два. Незважаючи на те, що у вас достатньо суміші млинців, молока та олії, щоб зробити ще багато партій млинців, ви обмежені тим, що у вас є лише два яєчка. Як тільки ви зробили дві партії млинців, у вас залишиться яєць і ваша «реакція» буде повною.

обмежуючий реагент

Для хіміка збалансоване хімічне рівняння - це рецепт, якого потрібно дотримуватися. Як ви бачили раніше, процес Хабера - це реакція, в якій газ азоту поєднується з газом водню з утворенням аміаку. Збалансоване рівняння показано нижче.

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

Ми знаємо, що коефіцієнти збалансованого рівняння вказують на моль відношення, яке потрібно для виникнення цієї реакції. Одна родимкаN2 буде реагувати з трьома родимкамиH2, щоб утворити дві родимкиNH3.

Тепер припустимо, що хімік повинен був реагувати три родимкиN2 з шістьма родимкамиH2 (див. Малюнок нижче).

Малюнок12.7.2: Реакція в присутності граничного реагенту. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

Так що ж сталося в цій реакції? Хімік почав з 3 родимокN2. Ви можете подумати про це як 3 рази більше, ніж вимагає «рецепт» (збалансоване рівняння), оскільки коефіцієнт для 1.N2 Однак 6 родимок, зH2 яких почав хімік, всього в два рази більше, ніж того вимагає «рецепт», так як коефіцієнт дляH2 є 3 і3×2=6. Отже, після завершення реакції водневий газ буде повністю витрачений; тоді як залишиться 1 моль газу азоту. Нарешті, реакція дасть 4 молі,NH3 тому що це також в два рази більше, ніж показано в збалансованому рівнянні. Загальна реакція, яка виникла на словах:

2molN2+6molH24molNH3

Всі суми подвоюються від вихідного збалансованого рівняння.

Граничним реагентом (або обмежуючим реагентом) є реагент, який визначає кількість продукту, який може утворитися в хімічній реакції. Реакція протікає до тих пір, поки граничний реагент не буде повністю витрачений. У нашому прикладі вище,H2 це граничний реагент. Надлишок реагенту (або надлишок реагенту) - це реагент, який спочатку присутній у більшій кількості, ніж врешті-решт буде реагувати. Іншими словами, завжди залишається надлишок реагенту після завершення реакції. У наведеному вище прикладіN2 це надлишок реагенту.

Резюме

  • Кількість граничного реагенту визначає, скільки продукту буде утворюватися в хімічній реакції.

Рецензія

  1. У реакції Хабера, проілюстрованої вище, як ми знаємо, що водень є обмежуючим реагентом?
  2. Що робити, якщо водень залишився?
  3. Який матеріал був би обмежувальним, якби не залишилося водню чи азоту?