Περιοριστικό Αντιδραστήριο

Σε οποιαδήποτε χημική διεργασία, το περιοριστικό αντιδραστήριο (ή αντιδραστήριο) είναι ένα υλικό που απορροφάται πλήρως όταν ολοκληρωθεί η χημική αντίδραση.

Αυτό το αντιδραστήριο περιορίζει την ποσότητα του προϊόντος που δημιουργείται και η αντίδραση δεν μπορεί να συνεχιστεί χωρίς αυτό.

Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης καθίζησης, οι πληροφορίες σχετικά με τον περιοριστικό παράγοντα μπορούν να προσδιοριστούν από την παρουσία μερικής καθίζησης.

Στις αντιδράσεις διάλυσης, τα περιοριστικά αντιδρώντα μπορούν να σχηματιστούν από το διαυγές κορεσμένο ή ακόρεστο διάλυμα.

Στην αέρια αντίδραση με τη μέτρηση του μείγματος των αερίων που δημιουργείται μπορεί να εντοπιστεί το περιοριστικό αντιδραστήριο.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό το αντιδραστήριο υπαγορεύει πότε θα ολοκληρωθεί η αντίδραση.

Λόγω της στοιχειομετρίας της αντίδρασης, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ακριβής ποσότητα του αντιδρώντος που θα απαιτηθεί για να αντιδράσει με ένα διαφορετικό στοιχείο.

Ωστόσο, αντί για τις ποσότητες των αντιδρώντων που υπάρχουν, η γραμμομοριακή αναλογία των αντιδραστηρίων καθορίζει ποιο περιοριστικό αντιδραστήριο χρησιμοποιείται.

Η αντίδραση δεν μπορεί να προχωρήσει αφού δεν υπάρχει τίποτα διαθέσιμο για συνδυασμό με την περίσσεια αντιδραστηρίου μετά την κατανάλωση του περιοριστικού αντιδραστηρίου.

Αναγνώριση περιοριστικού αντιδραστηρίου

Η διαδικασία αναγνώρισης του περιοριστικού αντιδραστηρίου είναι η εξής:-

Εάν ο χημικός τύπος δεν είναι ισορροπημένος, κάντε τις απαραίτητες προσαρμογές.

Υπολογίστε πόσα moles από κάθε αντιδραστήριο υπήρχαν συνολικά κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Ελέγξτε για να δείτε ποιος είναι ο συνολικός αριθμός των προϊόντων που παράγονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Υπολογίστε ποιο από τα αντιδρώντα παράγει τη μικρότερη ποσότητα προϊόντων. αυτό αναφέρεται ως ο περιοριστικός παράγοντας.

Τα περιοριστικά αντιδραστήρια είναι οι χημικές ουσίες που καταναλώνονται εξ ολοκλήρου στην ολοκλήρωση μιας χημικής αντίδρασης.

Αναφέρονται επίσης ως περιοριστικοί παράγοντες ή περιοριστικά αντιδραστήρια.

Σύμφωνα με τη στοιχειομετρία των χημικών αντιδράσεων, απαιτείται προκαθορισμένη ποσότητα αντιδρώντων για την ολοκλήρωση της αντίδρασης.

Εξετάστε την ακόλουθη αντίδραση που οδηγεί στη δημιουργία αμμωνίας:-

3H2+ N2→ 2NH3

Συγκεκριμένα, στην αντίδραση που περιγράφηκε παραπάνω, τρία γραμμομόρια αερίου υδρογόνου πρέπει να αντιδράσουν με ένα γραμμομόριο αερίου αζώτου για να παραχθούν δύο γραμμομόρια αμμωνίας.

Αλλά αυτό που συμβαίνει εάν, κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, μόνο 2 γραμμομόρια αερίου υδρογόνου και 1 γραμμομόρια αζώτου είναι προσβάσιμα ταυτόχρονα είναι ότι η πλήρης ποσότητα αζώτου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί (επειδή το σύνολο του αζώτου απαιτεί 3 γραμμομόρια αερίου υδρογόνου να αντιδράσει).

Επειδή το αέριο υδρογόνο περιορίζει την αντίδραση, έχει οριστεί ως το περιοριστικό αντιδραστήριο για αυτήν την αντίδραση.

Παραδείγματα

Εξετάστε την καύση του βενζολίου, η οποία μπορεί να αναπαρασταθεί από την παρακάτω χημική εξίσωση:

6 HO2 + 12 CO2 =2C6H6(l) + 15 O2(g) =12 CO2(g) + 6 HO2 (l)

Για να το θέσω αλλιώς, για κάθε mole βενζολίου C6H6 που καταναλώνεται, πρέπει να καταναλώνονται 15 mole μοριακού οξυγόνου O2.

Ο διασταυρούμενος πολλαπλασιασμός χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ποσότητας οξυγόνου που είναι απαραίτητη για την παραγωγή άλλων ποσοτήτων βενζολίου.

Για παράδειγμα, εάν υπάρχει 1,5 mol C6H6, απαιτούνται 11,25 mol οξυγόνου για να ολοκληρωθεί η αντίδραση:

1,5 mol C6H6 * (15mol O2/ 2molC6H6) =11,25 mol O2

Υποθέτοντας ότι υπάρχουν 18 mol O2 στο μείγμα, θα υπάρξει περίσσεια (18 – 11,25) =6,75 mol οξυγόνου που δεν αντέδρασε αφού έχει καταναλωθεί όλο το βενζόλιο. Ως αποτέλεσμα, το βενζόλιο χρησιμεύει ως το περιοριστικό αντιδραστήριο.

Συμπέρασμα

Όταν τελειώσει μια χημική αντίδραση, το περιοριστικό αντιδραστήριο (επίσης γνωστό ως το περιοριστικό αντιδραστήριο ή ο περιοριστικός παράγοντας) είναι ένα αντιδραστήριο που έχει καταναλωθεί πλήρως από τη χημική αντίδραση.

Αυτό το αντιδραστήριο έχει ένα όριο στην ποσότητα του προϊόντος που μπορεί να παραχθεί επειδή η αντίδραση δεν μπορεί να προχωρήσει εάν δεν υπάρχει.

Επειδή η θεωρητική απόδοση ορίζεται ως η ποσότητα του προϊόντος που λαμβάνεται όταν το περιοριστικό αντιδραστήριο αντιδρά πλήρως, είναι απαραίτητο να αναγνωριστεί το περιοριστικό αντιδραστήριο πριν υπολογιστεί η εκατοστιαία απόδοση μιας αντίδρασης.

Δεδομένης της ισορροπημένης χημικής εξίσωσης που περιγράφει την αντίδραση, υπάρχουν πολλές παρόμοιες μέθοδοι για την αναγνώριση του περιοριστικού αντιδραστηρίου και τον προσδιορισμό της περίσσειας ποσοτήτων άλλων αντιδραστηρίων που υπάρχουν στο μείγμα.