Obmedzenie problémov s reaktantmi v chémii

vyvážená chemická rovnica ukazuje molárne množstvá reaktanty ktoré budú spolu reagovať za vzniku molárnych množstiev Produkty. V skutočnom svete sa reaktanty zriedka spájajú s potrebným presným množstvom. Jeden reaktant sa úplne spotrebuje pred ostatnými. Použitý reaktant prvý je známy akoobmedzujúci reaktant. Ostatné reaktanty sa čiastočne spotrebúvajú, ak sa zvyšné množstvo považuje za „nadbytočné“. Tento príklad problému demonštruje spôsob stanovenia limitujúceho reaktantu chemickej reakcie.

Hydroxid sodný (NaOH) reaguje s kyselinou fosforečnou (H₃PO₄) za vzniku fosforečnanu sodného (Na₃PO₄) a vody (H₂O) reakciou:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3H₂O (l)

Ak 35,60 g NaOH reaguje s 30,80 g H₃PO₄,

• a. Koľko gramov Na₃PO₄ sú tvorené?
• b. Čo je limitujúcim reaktantom?
• c. Koľko gramov prebytočného reaktantu zostáva po dokončení reakcie?

Užitočná informácia:

• Molárna hmota NaOH = 40,00 gramov
• Molárna hmotnosť H₃PO₄ = 98,00 gramov
• Molárna hmotnosť Na₃PO₄ = 163,94 g

Ak chcete určiť limitujúci reaktant, vypočítajte množstvo produktu vytvoreného každým reaktantom. Reakčným činidlom, ktoré produkuje najmenšie množstvo produktu, je limitujúcim reaktantom.

Na stanovenie počtu gramov Na₃PO₄ tvoril:

• gramov Na₃PO₄ = (gramy reaktantu) x (mol reaktantu / molárna hmotnosť reaktantu) x (molárny pomer: produkt / reaktant) x (molárna hmotnosť produktu / molárny produkt)

Množstvo Na₃PO₄ vytvorená z 35,60 gramov NaOH

• gramov 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 mol Na₃PO₄)
• gramov Na₃PO₄ = 48,64 gramov

Množstvo Na₃PO₄ vytvorená z 30,80 gramu H₃PO₄

• gramov Na₃PO₄ = (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 98,00 g H₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gramov Na₃PO₄ = 51,52 gramov

Hydroxid sodný vytvoril menej produktu ako kyselina fosforečná. To znamená, že hydroxid sodný bol limitujúcim reaktantom a tvorilo sa 48,64 gramu fosforečnanu sodného.

Na určenie výšky nadbytok reaktantu zostávajúce množstvo je potrebné.

• použité gramy reakčného činidla = (gramy vytvoreného produktu) x (1 mol produktu / molárna hmotnosť produktu) x (molárny pomer reaktant / produkt) x (molárna hmotnosť reaktantu)
• gramov H.₃PO₄ použité = (48,64 g Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• gramov H.₃PO₄ použité = 29,08 gramov

Toto číslo sa môže použiť na stanovenie zostávajúceho množstva nadbytku reaktantu.

• Grams H₃PO₄ zostávajúce = počiatočné gramy H₃PO₄ - gramy H₃PO₄ použitý
• gramov H₃PO₄ zostávajúce = 30,80 gramov - 29,08 gramov
• gramov H₃PO₄ zostávajúce = 1,72 gramu

Keď 35,60 g NaOH reaguje s 30,80 g H₃PO₄,

• a. 48,64 gramu Na₃PO₄ sú tvorené.
• b. Limitujúcim reaktantom bol NaOH.
• c. 1,72 gramu H₃PO₄ zostať v dokončení.