Избыточное вещество
Избыточное вещество — это реагент, взятый в количестве, большем, чем требуется для полного взаимодействия с другим реагентом по уравнению реакции. После завершения реакции его часть остаётся неизрасходованной.
Как находят избыток
Сначала составляют и уравнивают реакцию: коэффициенты уравнения реакции показывают соотношение количеств веществ. Затем сравнивают фактическое количество каждого реагента с количеством, требуемым по этому соотношению. Вещество, которого недостаточно, называют ограничивающим реагентом; оно расходуется полностью. Второй реагент оказывается избыточным.
В этой формуле \(n_{\text{изб}}\) — количество избыточного вещества, оставшееся после реакции; \(n_{\text{дано}}\) — его исходное количество; \(n_{\text{необходимо}}\) — количество, которое вступило в реакцию. Количество можно выражать в молях, граммах или объёме газа, если сравнение выполняют согласованно.
Реакция протекает по уравнению \(\mathrm{2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O}\). Для 2 моль \(\mathrm{H_2}\) требуется 1 моль \(\mathrm{O_2}\). Если взяли 2 моль \(\mathrm{H_2}\) и 1,5 моль \(\mathrm{O_2}\), водород израсходуется полностью, а кислород будет избыточным: \(1{,}5-1=0{,}5\) моль.
Избыточное вещество — не то же самое, что недостающее. Недостающее вещество расходуется полностью и определяет максимальное количество продукта, а избыточное остаётся после реакции. Нельзя считать избытком вещество только потому, что его масса больше: сравнивать нужно с учётом коэффициентов уравнения.
В реакции \(\mathrm{N_2+3H_2\rightarrow2NH_3}\) взяли 1 моль \(\mathrm{N_2}\) и 2 моль \(\mathrm{H_2}\). Какое вещество в избытке?
Главное
- Избыточное вещество взято сверх количества, необходимого по уравнению реакции.
- Оно не определяет максимальный выход продукта и после реакции остаётся частично неизрасходованным.
- Избыток находят как разность между исходным и прореагировавшим количеством вещества.