Limitare i problemi dei reagenti in chimica

UN equazione chimica bilanciata mostra le quantità molari di reagenti che reagiranno insieme per produrre quantità molari di prodotti. Nel mondo reale, i reagenti sono raramente riuniti con la quantità esatta necessaria. Un reagente sarà completamente esaurito prima degli altri. Il reagente usato per primo è noto comereagente limitante. Gli altri reagenti sono parzialmente consumati quando la quantità rimanente è considerata "in eccesso". Questo problema di esempio dimostra un metodo per determinare il reagente limitante di una reazione chimica.

Idrossido di sodio (NaOH) reagisce con acido fosforico (H₃PO₄) per formare fosfato di sodio (Na₃PO₄) e acqua (H₂O) dalla reazione:

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

Se si reagiscono 35,60 grammi di NaOH con 30,80 grammi di H.₃PO₄,

• un. Quanti grammi di Na₃PO₄ sono formati?
• b. Qual è il reagente limitante?
• c. Quanti grammi di reagente in eccesso rimangono quando la reazione è completa?

Informazioni utili:

• Massa molare di NaOH = 40,00 grammi
• Massa molare di H.₃PO₄ = 98,00 grammi
• Massa molare di Na₃PO₄ = 163,94 grammi

Per determinare il reagente limitante, calcolare la quantità di prodotto formata da ciascun reagente. Il reagente che produce la minima quantità di prodotto è il reagente limitante.

Per determinare il numero di grammi di Na₃PO₄ formato:

• grammi Na₃PO₄ = (grammi di reagente) x (mole del reagente / massa molare del reagente) x (rapporto molare: prodotto / reagente) x (massa molare del prodotto / prodotto molare)

Quantità di Na₃PO₄ formata da 35,60 grammi di NaOH

• grammi 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)
• grammi di Na₃PO₄ = 48,64 grammi

Quantità di Na₃PO₄ formata da 30,80 grammi di H.₃PO₄

• grammi Na₃PO₄ = (30.80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98,00 grammi H₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• grammi Na₃PO₄ = 51,52 grammi

L'idrossido di sodio ha prodotto meno prodotto dell'acido fosforico. Ciò significa che l'idrossido di sodio era il reagente limitante e si formano 48,64 grammi di fosfato di sodio.

Per determinare la quantità di reagente in eccesso rimanendo, è necessario l'importo utilizzato.

• grammi di reagente utilizzati = (grammi di prodotto formato) x (1 mol di prodotto / massa molare del prodotto) x (rapporto molare di reagente / prodotto) x (massa molare del reagente)
• grammi di H.₃PO₄ usato = (48,64 grammi di Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H.₃PO₄/ 1 mol)
• grammi di H.₃PO₄ usato = 29,08 grammi

Questo numero può essere utilizzato per determinare la quantità rimanente di reagente in eccesso.

• Grammi H₃PO₄ rimanente = grammi iniziali H₃PO₄ - grammi H₃PO₄ Usato
• grammi H₃PO₄ rimanente = 30,80 grammi - 29,08 grammi
• grammi H₃PO₄ rimanente = 1,72 grammi

Quando si reagiscono 35,60 grammi di NaOH con 30,80 grammi di H.₃PO₄,

• un. 48,64 grammi di Na₃PO₄ sono formati.
• b. NaOH era il reagente limitante.
• c. 1,72 grammi di H.₃PO₄ rimanere al completamento.