LƯỢNG THUỐC THỬ GIỚI HẠN VÀ DƯ: CÁCH TÍNH TOÁN VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các thuốc thử hạn chế là một trong đó là hoàn toàn tiêu thụ và xác định có bao nhiêu khối lượng của sản phẩm được hình thành trong một phản ứng hóa học; trong khi thuốc thử dư là chất không phản ứng hoàn toàn sau khi đã sử dụng thuốc thử giới hạn.

Trong nhiều phản ứng, lượng thuốc thử dư được tìm để đảm bảo rằng tất cả thuốc thử quan tâm đều phản ứng. Ví dụ, nếu A phản ứng với B để tạo ra C, và muốn A phản ứng hoàn toàn thì một lượng dư B. được thêm vào. Tuy nhiên, tổng hợp và các tiêu chí khoa học và kinh tế mới là yếu tố quyết định lượng dư A có phù hợp hay không. hoặc B.

Hóa chất Phòng thí nghiệm Hóa học Nghiên cứu Chất lỏng

Thuốc thử giới hạn xác định lượng sản phẩm có thể được tạo thành trong phản ứng hóa học. Do đó, nếu biết A đã phản ứng là bao nhiêu thì xác định được ngay có bao nhiêu C. Dùng thuốc thử dư không bao giờ để lộ ra lượng sản phẩm tạo thành.

Điều gì sẽ xảy ra nếu cả A và B đều bị tiêu hao trong phản ứng? Sau đó, chúng ta nói về một hỗn hợp cân bằng của A và B. Tuy nhiên, trong thực tế, không phải là dễ dàng để đảm bảo rằng tất cả các chất phản ứng đều có số mol hoặc đương lượng bằng nhau; Trong trường hợp này, một trong hai, A hoặc B, có thể được sử dụng để tính lượng C.

Giới hạn và chất phản ứng dư được tính như thế nào?

Có nhiều cách để nhận biết và tính lượng thuốc thử giới hạn có thể tham gia phản ứng. Sau khi tính toán, các thuốc thử khác đều dư.

Phương pháp cho phép xác định đâu là thuốc thử giới hạn, dựa trên sự so sánh tỷ lệ của thuốc thử với tỷ lệ đo phân, là phương pháp được mô tả dưới đây.

Phương pháp 1

Một phản ứng hóa học có thể được trình bày theo cách sau:

aX + bY => cZ

Trong đó X, Y và Z là số mol của mỗi chất phản ứng và sản phẩm. Trong khi đó, a, b và c đại diện cho hệ số góc của chúng, là kết quả của sự cân bằng hóa học của các phản ứng.

Nếu thu được thương số (X / a) và thương số (Y / b) thì chất phản ứng có thương số thấp hơn là chất phản ứng giới hạn.

Khi các tỷ lệ được chỉ ra được tính toán, mối quan hệ giữa số mol có trong phản ứng (X, Y và Z) và số mol tham gia phản ứng đang được thiết lập, được biểu thị bằng hệ số phân vị của các chất phản ứng (a và b).

Do đó, thương số chỉ định cho một thuốc thử càng thấp thì lượng thuốc thử đó để hoàn thành phản ứng càng lớn; và do đó, nó là thuốc thử hạn chế.

Thí dụ

SiO ₂ (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO ₂ (g)

3 g SiO ₂ (oxit silic) phản ứng với 4,5 g C (cacbon).

Nốt ruồi của SiO ₂

Khối lượng = 3 g

Khối lượng phân tử = 60 g / mol

Số mol SiO ₂ = 3g / (60g / mol)

0,05 mol

Số mol của C

Khối lượng = 4,5 g

Khối lượng nguyên tử = 12 g / mol

Số mol của C = 4,5 g / (12g / mol)

0,375 mol

Thương số giữa số mol của các chất phản ứng và hệ số cân bằng của chúng:

Đối với SiO ₂ = 0,05 mol / 1 mol

Thương số = 0,05

Cho C = 0,375 mol / 3 mol

Thương số = 0,125

Từ việc so sánh giá trị của các thương số, có thể kết luận rằng chất phản ứng giới hạn là SiO ₂ .

Phương pháp 2

Trong phản ứng trước, tính khối lượng SiC sinh ra, khi dùng 3 g SiO ₂ và khi dùng 4,5 g C.

(3 g SiO ₂ ) x (1 mol SiO ₂ /60 g SiO ₂ ) x (1 mol SiC / 1 mol SiO ₂ ) x (40 g SiC / SiC 1 mol) = 2 g SiC

(4,5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

Vì vậy, nhiều SiC (cacbua silic) sẽ được tạo ra nếu phản ứng xảy ra bằng cách tiêu thụ tất cả cacbon hơn lượng được tạo ra bằng cách tiêu thụ tất cả SiO ₂ . Kết luận, SiO ₂ là thuốc thử hạn chế, vì khi tiêu thụ hết lượng C dư, sẽ tạo ra nhiều SiC hơn.

Ví dụ

-Ví dụ 1

0,5 mol nhôm phản ứng với 0,9 mol clo (Cl ₂ ) tạo thành nhôm clorua (AlCl ₃ ): Chất nào là chất phản ứng hạn chế và chất nào là chất dư? Tính khối lượng của thuốc thử giới hạn và thuốc thử dư

2 Al (s) + 3 Cl ₂ (g) => 2 AlCl ₃ (s)

Phương pháp 1

Thương số giữa số mol của các chất phản ứng và hệ số cân bằng là:

Đối với nhôm = 0,5 mol / 2 mol

Thương số nhôm = 0,25

Đối với Cl ₂ = 0,9 mol / 3 mol

Thương số Cl ₂ = 0,3

Sau đó, thuốc thử hạn chế là nhôm.

Một kết luận tương tự cũng đạt được nếu xác định số mol clo cần thiết để kết hợp với 0,5 mol nhôm.

Mol Cl ₂ = (0,5 mol A) x (3 mol Cl ₂ /2 mol A)

0,75 mol Cl ₂

Sau đó, có một lượng dư Cl ₂ : 0,75 mol Cl để phản ứng hết với nhôm, còn 0,9 mol. Do đó, dư 0,15 mol Cl _2.

Có thể kết luận rằng thuốc thử giới hạn là nhôm

Tính khối lượng của các chất phản ứng

Giới hạn khối lượng thuốc thử:

Khối lượng nhôm = 0,5 mol Al x 27 g / mol

13,5 g.

Nguyên tử khối của Al là 27g / mol.

Khối lượng thuốc thử dư:

Còn lại 0,15 mol Cl ₂

Khối lượng Cl ₂ dư = 0,15 mol Cl ₂ x 70 g / mol

10,5 g

-Ví dụ 2

Phương trình sau đây biểu diễn phản ứng giữa bạc nitrat và bari clorua trong dung dịch nước:

2 AgNO ₃ (aq) + BaCl ₂ (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO ₃ ) ₂ (aq)

Theo phương trình này, nếu trộn dung dịch chứa 62,4g AgNO ₃ với dung dịch chứa 53,1g BaCl _{2 thì} : a) Thuốc thử hạn chế là? b) Có bao nhiêu chất phản ứng vẫn chưa phản ứng? c) Có bao nhiêu gam AgCl được tạo thành?

Trọng lượng phân tử:

-AgNO ₃ : 169,9g / mol

-BaCl ₂ : 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO ₃ ) ₂ : 261,9 g / mol

Phương pháp 1

Để áp dụng Phương pháp 1, cho phép xác định thuốc thử hạn chế, cần xác định số mol AgNO ₃ và BaCl ₂ có trong phản ứng.

Nốt ruồi của AgNO ₃

Khối lượng phân tử 169,9 g / mol

Khối lượng = 62,4 g

Số mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mol

Nốt ruồi của BaCl ₂

Khối lượng phân tử = 208,9 g / mol

Khối lượng = 53,1 g

Số mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,254 mol

Xác định thương số giữa số mol của các chất phản ứng và hệ số cân bằng của chúng.

Cho AgNO ₃ = 0,367 mol / 2 mol

Thương số = 0,184

Đối với BaCl ₂ = 0,254 mol / 1 mol

Thương số = 0,254

Dựa vào phương pháp 1, giá trị của các tỷ lệ cho phép xác định AgNO ₃ là thuốc thử giới hạn.

Tính khối lượng của thuốc thử dư

Cân bằng phân tích của phản ứng cho biết 2 mol AgNO ₃ phản ứng với 1 mol BaCl _2.

Mol BaCl ₂ = (0,367 mol Agno ₃ ) x (1 mol BaCl ₂ /2 mol Agno ₃ )

0,1835 mol BaCl ₂

Và số mol BaCl ₂ không can thiệp vào phản ứng, tức là dư, là:

0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol

Khối lượng BaCl ₂ dư:

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

Tóm lược:

Thuốc thử dư: BaCl ₂

Khối lượng dư: 14,72 g

Tính số gam AgCl sinh ra sau phản ứng

Để tính khối lượng của sản phẩm, các phép tính được thực hiện dựa trên thuốc thử giới hạn.

g AgCl = (62,4 g AgNO ₃ ) x (1 mol AgNO ₃ / 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO ₃ ) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Flores J. (2002). Hóa học. Santillana Editorial
3. Wikipedia. (2018). Giới hạn thuốc thử: en.wikipedia.org
4. Shah S. (ngày 21 tháng 8 năm 2018). Hạn chế thuốc thử. Hóa học LibreTexts. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
5. Ví dụ về giới hạn thuốc thử Stoichiometry. Phục hồi từ: chemteam.info
6. Đại học Washington. (2005). Hạn chế thuốc thử. Khôi phục từ: chemistry.wustl.edu