Ограничивающий реагент
Ограничивающий реагент — это вещество, которое полностью расходуется первым в химической реакции и поэтому определяет максимально возможное количество продукта.
Чтобы найти ограничивающий реагент, сначала уравнивают реакцию, то есть определяют коэффициенты уравнения реакции. Затем количество каждого исходного вещества сравнивают с его коэффициентом. Удобно вычислить отношение \(\frac{n}{\nu}\), где \(n\) — имеющееся количество вещества, а \(\nu\) — коэффициент перед ним в уравнении. Наименьшее отношение соответствует ограничивающему реагенту.
Количество продукта рассчитывают именно по ограничивающему реагенту. Использовать для этого второй реагент нельзя: его часть останется после завершения реакции. Такой оставшийся реагент называют избыточным веществом. Понятие ограничивающего реагента также называют недостающим веществом.
Реакция образования воды: \(2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{H_2O}\). Пусть взяли \(3\) моль \(\mathrm{H_2}\) и \(2\) моль \(\mathrm{O_2}\). Сравним количества с коэффициентами: \(\frac{3}{2}=1{,}5\) для \(\mathrm{H_2}\) и \(\frac{2}{1}=2\) для \(\mathrm{O_2}\). Меньшее значение относится к \(\mathrm{H_2}\), значит, водород — ограничивающий реагент. Теоретически образуется \(3\) моль \(\mathrm{H_2O}\).
Ограничивающий реагент — не обязательно вещество с наименьшей массой или количеством вещества. Важна пропорция, заданная коэффициентами уравнения. Поэтому сначала составляют стехиометрическое соотношение, а затем сравнивают реагенты.
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 ограничивающий?
Главное
- Ограничивающий реагент полностью расходуется первым.
- Его находят сравнением \(n/\nu\) для всех реагентов; наименьшее отношение является определяющим.
- Количество продукта рассчитывают по ограничивающему реагенту, а остальные реагенты могут остаться в избытке.