Wirtualne laboratorium/Chemia/Stechiometria/Reagent ograniczający — kto rządzi reakcją

Reagent ograniczający — kto rządzi reakcją

Ustaw ilości dwóch substratów. Reakcja biegnie tylko do wyczerpania substratu ograniczającego — drugi zostaje w nadmiarze. Zobacz, który reagent limituje ilość produktu.

Reagent ograniczający — kto rządzi reakcją
Chemia · Stechiometria · Reagent ograniczający (CHE.STECH.PP.05)
Ilość substratu nAn_A (A)3.0 mol
Ilość substratu nBn_B (B)8.0 mol
W reakcji A+2 B→CA + 2\,B \rightarrow C o ilości produktu decyduje substrat:
substrat A
3.0 mol
substrat B
8.0 mol
ograniczający
A
produkt C
3.00 mol
🎯 Wyzwanie: który reagent ogranicza?
seria: 0

Podam ilości A i B w reakcji A + 2 B → C — wskaż reagent ograniczający (najmniejszy iloraz n/współczynnik).

Co się właśnie stało?

Substraty reagują w ściśle określonym stosunku molowym. Reakcja biegnie tylko do momentu, aż wyczerpie się ten substrat, którego jest „za mało" względem współczynników — to reagent ograniczający. Drugi zostaje w nadmiarze i nie ma już z czym reagować.

Reakcja i postęp:

A+2 B→CA + 2\,B \rightarrow C
nC=min⁡ ⁣(nAa, nBb)n_C = \min\!\left(\dfrac{n_A}{a},\ \dfrac{n_B}{b}\right)

— dla każdego substratu liczymy iloraz n/wspoˊłczynnikn/\text{współczynnik} (liczbę „porcji" reakcji). Mniejszy iloraz wskazuje reagent ograniczający, a jego wartość to liczba moli powstałego produktu (przy c=1c = 1).

Ile zostaje w nadmiarze?

nnadmiar=nsub−(wsp)⋅ξ,ξ=min⁡ ⁣(nAa,nBb)n_{\text{nadmiar}} = n_{\text{sub}} - (\text{wsp}) \cdot \xi, \qquad \xi = \min\!\left(\tfrac{n_A}{a}, \tfrac{n_B}{b}\right)

Zużycie każdego substratu to jego współczynnik razy postęp reakcji ξ\xi. To, co zostaje ponad zużycie, jest nadmiarem — dolewanie go nie zwiększa produktu.

Po co Ci to na maturze:

Niemal każde zadanie z obliczeń chemicznych zaczyna się od wskazania reagenta ograniczającego. Chwyt: przelicz oba substraty na mole, podziel każdy przez jego współczynnik i porównaj — mniejszy iloraz rządzi, resztę policzysz z nC=c⋅ξn_C = c\cdot\xi. Bez tego kroku łatwo policzyć produkt „z nadmiaru" i stracić punkty.

Zapamiętaj: produkt wyznacza reagent ograniczający, czyli ten o najmniejszym ilorazie n/wspn/\text{wsp}. Nadmiaru drugiego substratu reakcja po prostu nie wykorzysta.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Reagent ograniczający

Gdy substraty nie są zmieszane w proporcji stechiometrycznej, reakcja biegnie tylko do wyczerpania substratu ograniczającego. On wyznacza maksymalną ilość produktu; reszta zostaje w nadmiarze.

Jak go znaleźć

Dla każdego substratu liczymy iloraz liczby moli przez współczynnik stechiometryczny: niwspoˊłczynniki\dfrac{n_i}{\text{współczynnik}_i} Najmniejszy iloraz wskazuje reagent ograniczający.

Przykład

W reakcji N2+3H2→2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 \to 2NH_3}, mając 1 mol N21\ \mathrm{mol}\ \mathrm{N_2} i 2 mol H22\ \mathrm{mol}\ \mathrm{H_2}: 11=1,23≈0,67\tfrac{1}{1} = 1, \qquad \tfrac{2}{3} \approx 0{,}67 Wodór ma mniejszy iloraz → ogranicza reakcję; azot zostaje w nadmiarze.

Oznaczenia: nin_i — liczba moli substratu ii; iloraz ni/wspoˊłczynnikin_i/\text{współczynnik}_i wskazuje reagent ograniczający (najmniejszy).

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co to reagent ograniczający?

Substrat, który wyczerpuje się pierwszy i wyznacza maksymalną ilość produktu; pozostałe są w nadmiarze.

›

Jak go rozpoznać?

Porównując stosunek moli substratów do współczynników stechiometrycznych — najmniejszy iloraz wskazuje reagent ograniczający.

›

Po co liczyć nadmiar?

By wiedzieć, ile substratu zostanie niewykorzystane, i zaplanować ekonomiczną reakcję.