Se si è stato eseguito un esperimento come parte di un laboratorio di chimica o stanno esaminando i risultati di un esperimento in una classe chimica, potrebbe essere necessario sapere come identificare l'agente limitante, che è il reagente completamente consumato in una reazione. Insieme con la stechiometria di reazione, la quantità di reagente fornito limitante determina il rendimento teorico- - la quantità massima di prodotto che potremmo fare supponendo che la reazione è andato a completamento e tutto è andato perfettamente. Di seguito sono riportati alcuni semplici passaggi per identificare l'agente limitante.
Istruzioni
• Determinare quanto di ogni reagente era presente. Se stai lavorando questo problema su un compito, questo informazioni preliminari probabilmente verranno forniti come parte della questione. Se stai lavorando questo problema seguendo un laboratorio, si verrà misurata la quantità di entrambi i reagenti prima di iniziare l'esperimento, quindi si dovrebbero già avere queste informazioni.
• Bilanciare l'equazione chimica per la reazione che ha avuto luogo. Se si sono state combinando fosforo elementare con gas di cloro per rendere pentacloruro di fosforo, ad esempio, la reazione non bilanciata sarebbe come segue:
P4 + Cl2--> PCl3
Si noti che abbiamo quattro atomi di fosforo su un lato e solo uno sull'altro, quindi moltiplichiamo l'altro lato per quattro per ottenere:
P4 + Cl2---> 4 PCl3
Bene, ma ora abbiamo 12 atomi di cloro da un lato e solo 2 su altro, quindi moltiplichiamo il gas di cloro per 6 per ottenere:
P4 + Cl2 6---> 4 PCl3
e ora l'equazione si armonizza perfettamente.
Cosa significano i coefficienti davanti i reagenti e prodotti? Questi "coefficenti stechiometrici" ci dicono il rapporto tra ciascuno dei reagenti e dei prodotti. In questo esempio, per esempio, ci sarebbe bisogno 6 molecole di cloro per ogni 1 molecola di fosforo, che, quando combinato produrrebbe 4 molecole di prodotto. Pertanto, sappiamo che per ogni uno talpa di fosforo aggiungiamo, abbiamo bisogno di 6 moli di gas di cloro per massimizzare la quantità di prodotto che realizziamo.
• Dividere la massa che hai usato di ogni reagente dalla relativa massa molare per convertire in moli. Diciamo che usato 30 grammi di fosforo e 30 grammi di gas di cloro, per esempio. Se guardi in alto fosforo nella tavola periodica, si noterà un numero sotto il simbolo "P": 30.97, il peso atomico standard. Ciò significa che ogni mole di atomi di fosforo pesa 30,97 grammi. Ogni molecola di fosforo contiene quattro atomi di fosforo, quindi una mole di molecole di fosforo contiene quattro moli di atomi di fosforo, quindi la massa molare di fosforo molecole è 30,97 x 4 = 123,9 g / mole.
Possiamo ripetere questo calcolo per cloro ottenere un molare massa di 70,9 g / mole (perché ogni molecola di cloro contiene 2 atomi di cloro, quindi 2 x massa molare di cloro = 70,90). Se dividiamo la nostra partenza massa 30 grammi di cloro da 70,90 grammi per mole, che ci dà 0,423 moli di gas di cloro per cominciare. Ripetiamo questo calcolo per il fosforo (dividendo la massa di partenza di massa molare), così troviamo avevamo 0,242 talpe di fosforo.
• Moltiplicare il numero di moli di un reagente per il rapporto tra i reagenti. Nel nostro caso, il rapporto fra fosforo e cloro è 1:4. Di conseguenza, per ogni mole di fosforo abbiamo bisogno di quattro moli di cloro. Ci potremmo moltiplicare nostra partenza moli di cloro per 1/4 per ottenere 0,106 - il numero di moli di fosforo che abbiamo bisogno per una reazione equilibrata. In alternativa, ci potremmo moltiplicare il numero di moli di fosforo per 4 per ottenere 0.968..--il numero di moli di cloro che ci sarebbe bisogno per una reazione equilibrata.
• Determinare quale reagente è presente in quantità insufficiente. Nel nostro esempio, per ottenere una reazione equilibrata che ci sia bisogno di aumentare il numero di moli di cloro necessario 0.968 o diminuire il numero di moli di fosforo che dobbiamo 0,106. Di conseguenza, il fosforo è presente in eccesso, perché abbiamo più di quanto abbiamo bisogno. Per cloro, d'altra parte, avrebbe bisogno di aumentare la quantità che abbiamo per ottenere una reazione equilibrata. Ciò significa che il cloro è presente in quantità insufficiente..--ed è l'agente limitante in questa reazione.