Hvordan beregne begrensende reaktant og teoretisk utbytte

Kjenn den begrensende reaktanten for å beregne teoretisk utbytte. Arne Pastoor/Getty Images

Den begrensende reaktanten til en reaksjon er reaktanten som ville gått ut først hvis alle reaktantene skulle reageres sammen. Når den begrensende reaktanten er fullstendig oppbrukt, vil reaksjonen slutte å utvikle seg. De teoretisk utbytte av en reaksjon er mengden av produkter som produseres når den begrensende reaktanten går tom. Dette fungerte eksempel kjemiproblem viser hvordan man bestemmer den begrensende reaktanten og beregner teoretisk utbytte av en kjemisk reaksjon .

Begrensende reaktant og teoretisk utbytteproblem

Du er gitt følgende reaksjon :

2 H_to(g) + O_to(g) → 2 H_toO(l)

Regne ut:

en. det støkiometriske forholdet mellom mol H_totil føflekker O_to
b. de faktiske føflekker H_totil føflekker O_tonår 1,50 mol H_toer blandet med 1,00 mol O_to
c. den begrensende reaktanten (H_toeller O_to) for blandingen i del (b)
d. det teoretiske utbyttet, i mol, av H_toO for blandingen i del (b)

Løsning

en. Det støkiometriske forholdet er gitt ved å bruke koeffisientene av den balanserte ligningen . Koeffisientene er tallene som er oppført foran hver formel. Denne ligningen er allerede balansert, så se opplæringen om balansering av ligninger hvis du trenger mer hjelp:

2 mol H_to/mol O_to

b. Det faktiske forholdet refererer til antall føflekker faktisk sørget for reaksjonen. Dette kan være det samme som det støkiometriske forholdet. I dette tilfellet er det annerledes:

1,50 mol H_to/ 1,00 mol O_to= 1,50 mol H_to/mol O_to

c. Merk at det faktiske forholdet er mindre enn det nødvendige eller støkiometriske forholdet, noe som betyr at det ikke er nok H_toå reagere med alle O_tosom er gitt. Komponenten 'utilstrekkelig' (H_to) er den begrensende reaktanten. En annen måte å si det på er å si at O_toer i overkant. Når reaksjonen har fullført, vil alle H_tovil ha blitt konsumert, og etterlatt noen O_toog produktet, H_toO.

d. Teoretisk utbytte er basert på beregningen ved å bruke mengden av begrensende reaktant 1,50 mol H_to. Gitt at 2 mol H_todanner 2 mol H_toÅ, vi får:

teoretisk utbytte H_toO = 1,50 molH_tox 2 mol H_toO / 2 molH_to

teoretisk utbytte H_toO = 1,50 molH_toO

Merk at det eneste kravet for å utføre denne beregningen er å vite mengden av den begrensende reaktanten og forholdet mellom mengden begrensende reaktant til mengden produkt .

Svar

en. 2 mol H_to/mol O_to
b. 1,50 mol H_to/mol O_to
c. H_to
d. 1,50 molH_toO

Tips for å løse denne typen problemer

• Det viktigste poenget å huske er at du har å gjøre med molforholdet mellom reaktantene og produktene. Hvis du får en verdi i gram, må du konvertere den til mol. Hvis du blir bedt om å oppgi et tall i gram, konverterer du tilbake fra føflekkene som ble brukt i beregningen.
• Den begrensende reaktanten er ikke automatisk den med det minste antallet mol. Si for eksempel at du har 1,0 mol hydrogen og 0,9 mol oksygen i reaksjonen for å lage vann. Hvis du ikke så på det støkiometriske forholdet mellom reaktantene, kan du velge oksygen som begrensende reaktant, men hydrogen og oksygen reagerer i forholdet 2:1, så du ville faktisk brukt opp hydrogenet mye raskere enn du ville brukt opp oksygenet.
• Når du blir bedt om å oppgi mengder, se antall signifikante tall. De betyr alltid noe i kjemi!