Уявіть, що ви запрошуєте додому п’ятьох друзів і маєте лише чотири печива. Файлів cookie буде достатньо лише для чотирьох ваших друзів. Це означає, що файли cookie є обмежуючим фактором. Вам слід було зробити більше файлів cookie!
Так само, як правило, існує обмежуючий фактор (також званий обмежувальний реагент або обмежувальний реагент) в хімічних реакціях.
При проведенні хімічної реакції в лабораторії реагенти зазвичай не містять стехіометричних кількостей. Іншими словами, у вас, мабуть, немає пропорцій, позначених збалансованим хімічним рівнянням.
Це означає, що в якийсь момент ви витратите один з реагентів, і реакція зупиниться. Цей реагент називають обмежувальним реагентом. У наведеному вище прикладі файли cookie є обмежуючим реагентом.
Інший реагент, якого є вдосталь, називається надлишок реагенту або надлишок реагенту.
Визначення, що є обмежуючим реагентом
Погляньте на наступну реакцію між аміаком та вуглекислим газом, який використовується для отримання сечовини (NH2)2CO. Сечовина - хімічна речовина, яку часто використовують біохіміки.
Це рівняння говорить нам, що на кожен моль вуглекислого газу потрібно два молі аміаку, щоб отримати один моль сечовини та один моль води. Припустимо, що до 12 молей аміаку додають 4 моля вуглекислого газу. Скільки молей аміаку потрібно для реакції з усіма 4 молями вуглекислого газу?
Таким чином, на чотири молі вуглекислого газу потрібно 8 моль аміаку. Це означає, що залишиться 4 молі аміаку. Це вказує на те, що вуглекислий газ - обмежуючий реагент, тоді як аміак - надлишок реагенту.
Ви також можете зрозуміти, який з них обмежує, з’ясувавши, скільки вуглекислого газу потрібно для реакції з 12 молями аміаку:
Щоб використати всі 12 молей аміаку, вам знадобиться 6 молей вуглекислого газу. У вас лише чотири. Це означає, що вуглекислий газ є обмежуючим реагентом. У будь-якому випадку ви виявляєте, що вуглекислий газ є обмежуючим реагентом.
Обмежувальний реагент не є властивістю хімічного рівняння. Це повністю залежить від того, скільки у вас є даної речовини під час реакції.
Пошук граничного реагенту, коли дається маса реагентів
Тепер, коли ви знаєте, як знайти обмежуючий реагент, погляньте на цей приклад.
Хлорид алюмінію може бути отриманий реакцією алюмінію та хлору:
Який обмежувальний реагент має 25 г Al і 32 г Cl2?
Перед початком перевірте рівняння, щоб переконатися, що воно збалансоване. Потім ознайомтесь із цим. Схоже, 2 молі алюмінію реагують з 3 молями Cl2 для того, щоб зробити 2 моля хлористого алюмінію. Оскільки ви знаєте взаємозв'язок між ними у молях, але не за масою, перетворіть масу обох реагентів у молі, використовуючи молярну масу речовин.
Родимки алюмінію:
Родимки хлору:
А що, якщо ви використовуєте весь алюміній? Скільки хлору буде потрібно?
Вам знадобиться 1,4 моль хлору, але у вас не так багато хлору. Хлору всього 0,45 моля. Це означає, що хлор є обмежуючим реагентом.
Ви можете підтвердити це, з’ясувавши, скільки молей алюмінію потрібно для реакції з усім хлором:
Для реакції з усім хлором вам знадобиться 0,3 моль алюмінію, а алюмінію 0,93 моль. Це підтверджує, що алюмінію вистачає для реакції з усім хлором. Хлор - обмежуючий реагент, а алюміній - надлишок реагенту.