Réactif limitant et excessif

Quels sont les réactifs limitatifs et excessifs?

Dans une réaction chimique, le Réactif limitant C'est celui qui est complètement consommé et détermine la quantité de masse de produits il est formé. Il réactif excédentaire C'est celui qui ne réagit pas complètement après que le réactif limitant a été consommé et laissé.

Dans de nombreuses réactions, il y a un excès d'un réactif pour s'assurer que l'ensemble du réactif d'intérêt réagit.

Par exemple, si A réagit avec B pour produire C, et il est souhaité réagir complètement, un excès de B est ajouté. Cependant, la synthèse et les critères scientifiques et économiques sont ceux qui décident si un excès de A ou B est pratique.

Le réactif limitant détermine la quantité de produit qui peut être formé dans la réaction chimique. Par conséquent, s'il est connu à quel point il a réagi de A, il est immédiatement déterminé à quel point il a été formé à partir de C. Le réactif excédentaire ne révèle jamais les quantités formées par le produit.

Lorsqu'il est consommé les deux et B dans la réaction, alors il est question d'un mélange équimolaire de A et B.

En pratique, cependant, il n'est pas facile de s'assurer qu'il existe un nombre égal de moles ou d'équivalents de tous les réactifs. Dans ce cas, l'un des deux, A ou B, peut être utilisé pour calculer la quantité formée de C.

Comment les réactifs limitants et excessifs sont-ils calculés?

Il existe de nombreuses façons d'identifier et de calculer la quantité de réactif limitant qui peut intervenir dans la réaction. Une fois calculés, les autres réactifs sont excessivement.

Une méthode qui permet d'identifier ce que le réactif limitant est décrit ci-dessous et est basé sur la comparaison de la proportion de réactifs avec la relation stoechiométrique.

Méthode 1

Une réaction chimique peut schématiser comme suit:

ax + par => cz

Où x, y y z représente le nombre de moles de chaque réactif et produit. Pendant ce temps, A, B et C représentent leurs coefficients stoechiométriques, résultant de l'équilibre chimique des réactions.

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Si le quotient (x / a) et le quotient (y / b) sont obtenus, ce réactif qui a le moins de quotient est le réactif limitant.

Lorsque les quotients indiqués sont calculés, la relation entre le nombre de moles présentes dans la réaction (x, y y z) et le nombre de moles impliquées, représentées par les coefficients stoechiométriques des réactifs (A et B) sont en cours de création.

Par conséquent, plus le quotient indiqué indiqué pour un réactif, plus le déficit de ce réactif est grand pour conclure la réaction. Et donc, c'est le réactif limitant.

Exemple

Sio₂(s) +3 c (s) => sic (s) +2 co₂ (g)

3 g de sio sont réagis₂ (oxyde de silicium) avec 4,5 g de c (carbone).

Moles de sio₂

Masse = 3 g

Poids moléculaire = 60 g / mol

Nombre de moles de Sio₂ = 3 g / (60 g / mol)

0,05 moles

Nombre de mo

Masse = 4,5 g

Poids atomique = 12 g / mol

Nombre de moles de C = 4,5 g / (12 g / mol)

0,375 moles

Rapport entre le nombre de moles des réactifs et leurs coefficients stoechiométriques:

Pour le sio₂ = 0,05 moles / 1 mol

Quotient = 0,05

Pour C = 0,375 moles / 3 moles

Quotient = 0,125

D'après la comparaison des valeurs de quotient, on peut conclure que le réactif limitant est le SIO₂.

Méthode 2

La réaction précédente est calculée la masse produite de sic, lorsque 3 g de SiO sont utilisés₂ et quand 4,5 g de C sont utilisés

(3 g Sio₂) X (1 mol Sio₂/ 60 g Sio₂) X (1 mol sic / 1 mol Sio₂) x (40 g sic / 1 mol sic) = 2 g de sic

(4,5 g c) x (3 mol C / 36 g c) x (1 mol de sic / 3 mol de c) x (40 g sic / 1 mol de sic) = 5 g de sic

Ensuite, plus de sic (carbure de silicium) se produirait si la réaction se produisait tout le carbone que la quantité produite lorsque le SIO entier est consommé₂. En conclusion, le SIO₂ C'est le réactif limitant, car quand tout l'excès de C a été consommé plus sic.

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Exemples

Exemple 1

0,5 moles d'aluminium avec 0,9 moles de chlore est réagi (Cl₂) Pour former du chlorure en aluminium (alcl₃): Quel est le réactif limitant et quel est le réactif excédentaire? Calculez la masse du réactif limitant et l'excès de réactif

2 à (s) +3 cl₂(g) => 2 alcl₃(S)

Méthode 1

Les quotients entre les moles des réactifs et les coefficients stœchiométriques sont:

Pour l'aluminium = 0,5 moles / 2 moles

Quotient en aluminium = 0,25

Pour le CL₂ = 0,9 moles / 3 moles

Client du CL₂ = 0,3

Ensuite, le réactif limitant est en aluminium.

Une conclusion similaire est tirée, si les moles de chlore qui sont nécessaires pour se combiner avec les 0,5 moles d'aluminium sont déterminés.

Moles de Cl₂ = (0,5 moles d'al) x (3 moles de Cl₂/ 2 moles d'Al)

0,75 moles de Cl₂

Ensuite, il y a un excès de Cl₂: 0,75 moles sont nécessaires pour réagir avec l'aluminium, et 0,9 moles sont présents. Par conséquent, il y a un excès de 0,15 moles de Cl_2.

On peut conclure que le réactif limitant est en aluminium.

Calcul des masses de réactifs

Masse réactive limitante:

Masse d'aluminium = 0,5 moles d'Al x 27 g / mol

13,5 g.

La masse atomique de A est de 27 g / mol.

Masse de réactif excédentaire:

0,15 moles de Cl₂

Masse CL₂ Gauche₂ x 70 g / mol

10,5 g

Exemple 2

L'équation suivante représente la réaction entre le nitrate d'argent et le chlorure de baryum en solution aqueuse:

2 Agno₃ (AC) + BACL₂ (ac) => 2 agcl (s) + ba (non₃)₂ (AC)

Selon cette équation, si une solution contenant 62,4 g d'agno₃ Il se mélange avec une solution contenant 53,1 g de BACL₂: a) Quel est le réactif limitant?, b) Combien de quel réactif ne réagissent-ils pas?, c) Combien de grammes d'AGCL ont été formés?

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Poids moléculaires:

-Agno₃: 169.9 g / mol

-Bacl₂: 208,9 g / mol

-AGCL: 143,4 g / mol

-Salle de bains₃)₂: 261,9 g / mol

Méthode 1

Pour appliquer la méthode 1, qui permet l'identification du réactif limitant, il est nécessaire de déterminer les moles d'AgNO₃ et Bacl₂ présent dans la réaction.

Moles d'Agno₃

Poids moléculaire = 169,9 g / mol

Masse = 62,4 g

Nombre de moles = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 moles

Moles de bacl₂

Poids moléculaire = 208,9 g / mol

Masse = 53,1 g

Nombre de moles = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0 254 moles

Détermination des quotients entre le nombre de moles des réactifs et leurs coefficients stoechiométriques.

Pour l'Agno₃ = 0,367 moles / 2 moles

Quotient = 0,184

Pour le BACL₂ = 0,254 moles / 1 mol

Quotient = 0,254

Sur la base de la méthode 1, la valeur des quotients permet d'identifier l'AGNO₃ Comme le réactif limitant.

Calcul de la masse réactive excessive

L'équilibre stoechiométrique de la réaction indique que 2 moles d'agno₃ réagir avec 1 mol de bacl_2.

Moles de bacl₂= (0,367 moles d'Agno₃) X (1 mol bacl₂/ 2 moles d'Agno₃)

0,1835 moles de BACL₂

Et les moles de bacl₂  Cela n'a pas intervenir dans la réaction, c'est-à-dire qu'ils sont en excès: sont:

0 254 moles - 0,1835 moles = 0,0705 moles

Masse de bacl₂ en excès:

0,0705 moles x 208,9 g / mol = 14,72 g

Résumé:

Réactif excédentaire: BACL₂

Excès de masse: 14,72 g

Calcul des grammes d'AgCl produits dans la réaction

Pour calculer la masse des produits, les calculs sont effectués en fonction du réactif limitant.

G de l'agcl ​​= (62,4 g d'Agno₃) X (1 mol Agno₃/169.9 g) x (2 mol Agcl / 2 mol Agno₃) X (142,9 g / mol d'Agcl)

52,48 g

Les références

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie (8.ª ed.). Cengage Learning.
2. Fleurs J. Chimie. Éditorial de Santillana