تخيل أنك تدعو خمسة أصدقاء إلى منزلك ولديك أربعة ملفات تعريف ارتباط فقط. لن يكون هناك سوى ملفات تعريف ارتباط كافية لأربعة من أصدقائك. هذا يعني أن ملفات تعريف الارتباط هي العامل المحدد. كان يجب عليك عمل المزيد من ملفات تعريف الارتباط!
بالطريقة نفسها ، عادة ما يكون هناك عامل مقيد (يسمى أيضًا الحد كاشف أو قليل الفعالية) في التفاعلات الكيميائية.
عند إجراء تفاعل كيميائي في المختبر ، لا تكون المواد المتفاعلة عادةً بكميات متكافئة. بمعنى آخر ، ربما لا تمتلك النسب التي تشير إليها المعادلة الكيميائية المتوازنة.
هذا يعني أنك ستستخدم في مرحلة ما أحد المواد المتفاعلة وسيتوقف التفاعل. هذا المتفاعل يسمى المتفاعل المحدد. في المثال أعلاه ، ملفات تعريف الارتباط هي المتفاعل المحدد.
المتفاعل الآخر ، الذي يوجد الكثير منه ، يسمى المتفاعلات الزائدة أو كاشف زائد.
تحديد المتفاعل المحدد
ألق نظرة على التفاعل التالي بين الأمونيا وثاني أكسيد الكربون ، والذي يستخدم في صنع اليوريا (NH2)2كو. اليوريا هي مادة كيميائية غالبا ما يستخدمها علماء الكيمياء الحيوية.
تخبرنا هذه المعادلة أنه لكل مول واحد من ثاني أكسيد الكربون ، يلزم استخدام مولين من الأمونيا لصنع مول واحد من اليوريا ومول واحد من الماء. افترض أنه تمت إضافة 4 مولات من ثاني أكسيد الكربون إلى 12 مولًا من الأمونيا. كم عدد مولات الأمونيا اللازمة للتفاعل مع المولات الأربعة الكاملة لثاني أكسيد الكربون؟
وبالتالي ، تتطلب أربعة مولات من ثاني أكسيد الكربون 8 مولات من الأمونيا. هذا يعني أنه سيكون هناك 4 مولات من الأمونيا متبقية. يشير هذا إلى أن ثاني أكسيد الكربون هو المتفاعل المحدد بينما الأمونيا هي المادة المتفاعلة الزائدة.
يمكنك أيضًا معرفة أيهما يحد من ذلك من خلال معرفة مقدار ثاني أكسيد الكربون المطلوب للتفاعل مع 12 مولًا من الأمونيا:
من أجل استخدام كل 12 مولًا من الأمونيا ، ستحتاج إلى 6 مولات من ثاني أكسيد الكربون. لديك أربعة فقط. هذا يعني أن ثاني أكسيد الكربون هو المتفاعل المحدد. في كلتا الحالتين ، ستجد أن ثاني أكسيد الكربون هو المتفاعل المحدد.
مفاعل الحد ليس من خصائص المعادلة الكيميائية. يعتمد الأمر كليًا على مقدار ما لديك من مادة معينة عند القيام برد فعل.
إيجاد المفاعل المحدد عند إعطاء كتلة من المتفاعلات
الآن بعد أن عرفت كيفية العثور على المتفاعل المحدد ، ألق نظرة على هذا المثال.
يمكن تصنيع كلوريد الألومنيوم عن طريق تفاعل الألومنيوم والكلور:
ما هو المتفاعل المحدد إذا كان لديك 25 جم من Al و 32 جم من Cl2?
قبل البدء ، تحقق من المعادلة للتأكد من أنها متوازنة. ثم تعرف عليه. يبدو أن مولين من الألومنيوم يتفاعلان مع 3 مولات من Cl2 من أجل صنع 2 مول من كلوريد الألومنيوم. بما أنك تعرف العلاقة بين الاثنين في المولات وليس بالكتلة ، قم بتحويل كتلة كلا المتفاعلين إلى مولات باستخدام الكتلة المولية للمواد.
مولات الألمنيوم:
مولات الكلور:
الآن ، ماذا لو كنت تستخدم كل الألمنيوم؟ ما هي كمية الكلور المطلوبة؟
ستحتاج إلى 1.4 مول من الكلور ، لكن ليس لديك الكثير من الكلور. يوجد فقط 0.45 مول من الكلور. هذا يعني أن الكلور هو المتفاعل المحدد.
يمكنك تأكيد ذلك من خلال معرفة عدد مولات الألومنيوم اللازمة للتفاعل مع الكلور:
للتفاعل مع كل الكلور ، ستحتاج إلى 0.3 مول من الألومنيوم ، وهناك 0.93 مول من الألومنيوم. هذا يؤكد وجود ما يكفي من الألومنيوم للتفاعل مع الكلور. الكلور هو مفاعل الحد ، والألمنيوم هو المادة المتفاعلة الزائدة.