Смесь реагентов
Смесь реагентов — это исходная система, содержащая два или несколько веществ, которые могут участвовать в одной или разных химических реакциях. Чтобы выполнить расчёт, смесь мысленно разделяют на компоненты, находят количество каждого вещества и затем используют расчёты по уравнению реакции.
Основной алгоритм
- Записать и уравнять уравнение реакции.
- Определить состав смеси: массы, объёмы, массовые доли или количества веществ.
- Перевести данные о каждом компоненте в количество вещества: \(n=\frac{m}{M}\), \(n=\frac{V}{V_m}\) или \(n=\frac{N}{N_A}\).
- Сравнить количества реагентов с их стехиометрическими коэффициентами и определить вещество в недостатке.
- По веществу в недостатке рассчитать количество продукта или другого участника реакции.
Здесь \(n_i\) — количество вещества компонента, а \(\nu_i\) — его коэффициент в уравнении реакции. Если один компонент смеси не реагирует, его учитывают отдельно: он не влияет на расчёт продукта, но входит в общую массу смеси.
В смеси находятся \(1\) моль \(\mathrm{H_2}\) и \(0{,}4\) моль \(\mathrm{O_2}\). По уравнению \(2\mathrm{H_2}+ \mathrm{O_2}\rightarrow 2\mathrm{H_2O}\) сравниваем \(\frac{1}{2}=0{,}5\) и \(\frac{0{,}4}{1}=0{,}4\). Меньшее значение соответствует \(\mathrm{O_2}\), значит, кислород — реагент в недостатке. Образуется \(0{,}8\) моль \(\mathrm{H_2O}\).
Масса смеси не равна массе одного реагента: \(m_{смеси}=m_1+m_2+\ldots\). Нельзя подставлять всю массу смеси в формулу \(n=\frac{m}{M}\), если молярная масса компонентов различна. Для начала используйте массовую долю вещества в смеси или найдите массы отдельных компонентов.
В реакции \(2\mathrm{CO}+\mathrm{O_2}\rightarrow 2\mathrm{CO_2}\) смешали \(3\) моль \(\mathrm{CO}\) и \(2\) моль \(\mathrm{O_2}\). Какой реагент в недостатке?
Главное
- Смесь реагентов считают по компонентам, а не как одно вещество.
- Реагент в недостатке находят сравнением \(n/\nu\); именно он определяет максимальное количество продукта.
- Массу или объём смеси нельзя напрямую подставлять в формулу для чистого вещества.