Избыток и недостаток реагента
Недостаток реагента — это ситуация, когда вещество полностью расходуется первым и поэтому ограничивает количество продукта реакции. Другой реагент остаётся в избытке, то есть после завершения реакции расходуется не полностью.
Чтобы определить недостаток, сначала используют правильно составленное уравнение реакции и его стехиометрические коэффициенты. Затем сравнивают не просто массы или количества веществ, а их отношение к коэффициентам в уравнении.
Как найти реагент в недостатке
Для каждого реагента находят отношение его количества вещества \(n\) к коэффициенту \(\nu\). Наименьшее значение показывает реагент в недостатке: именно его частицы будут израсходованы первыми. По этому значению можно рассчитать количество продукта в расчётах по уравнениям реакций.
Рассмотрим реакцию \(2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{H_2O}\). Пусть дано \(3\) моль \(\mathrm{H_2}\) и \(2\) моль \(\mathrm{O_2}\). Сравним: \(\frac{3}{2}=1{,}5\) для водорода и \(\frac{2}{1}=2\) для кислорода. Меньшее значение относится к \(\mathrm{H_2}\), поэтому водород — реагент в недостатке, а кислород — в избытке.
Недостаток реагента не означает, что его масса обязательно меньше. Например, тяжёлое вещество может иметь большую массу, но меньшее количество частиц относительно своего коэффициента. Сравнивают именно \(n/\nu\), а не только массы или объёмы.
В реакции \(\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightarrow2\mathrm{NH_3}\) смешали \(2\) моль \(\mathrm{N_2}\) и \(3\) моль \(\mathrm{H_2}\). Какой реагент в недостатке?
Главное
- Реагент в недостатке полностью расходуется первым и ограничивает выход продукта.
- Для поиска недостатка сравнивают отношения \(n/\nu\) для всех реагентов.
- Наименьшее значение \(n/\nu\) соответствует реагенту в недостатке; остальные реагенты находятся в избытке.