le réactif limitant C'est celui qui est complètement consommé et qui détermine la masse de produits formés lors d'une réaction chimique; tandis que le réactif en excès est celui qui ne réagit pas complètement après la consommation du réactif limitant.
Dans de nombreuses réactions, un excès de réactif est recherché pour s'assurer que tout le réactif d'intérêt réagit. Par exemple, si A réagit avec B pour produire du C, et que l'on souhaite que A réagisse complètement, un excès de B. est ajouté. Cependant, la synthèse et les critères scientifiques et économiques déterminent si un excès de A est approprié. Ou de B.
Le réactif limitant détermine la quantité de produit qui peut être formée dans la réaction chimique. Par conséquent, si l'on sait combien de A a réagi, on détermine immédiatement quelle quantité de C. s'est formée. L'excès de réactif ne révèle jamais les quantités de produit formé..
Et si A et B sont tous deux consommés dans la réaction? On parle alors d'un mélange équimolaire de A et B. En pratique, cependant, ce n'est pas une tâche facile de s'assurer qu'il y a des nombres égaux de moles ou équivalents de tous les réactifs; Dans ce cas, l'un des deux, A ou B, peut être utilisé pour calculer la quantité de C formée.
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Il existe de nombreuses façons d'identifier et de calculer la quantité de réactif limitant qui peut être impliquée dans la réaction. Une fois calculés, les autres réactifs sont en excès.
Une méthode permettant d'identifier quel est le réactif limitant, basée sur la comparaison de la proportion de réactifs avec le rapport stoechiométrique, est celle décrite ci-dessous.
Une réaction chimique peut être décrite comme suit:
aX + bY => cZ
Où X, Y et Z représentent le nombre de moles de chaque réactif et produit. Alors que, a, b et c représentent leurs coefficients stoechiométriques, résultant de l'équilibre chimique des réactions.
Si le quotient (X / a) et le quotient (Y / b) sont obtenus, le réactif de quotient inférieur est le réactif limitant.
Lorsque les quotients indiqués sont calculés, la relation entre le nombre de moles présentes dans la réaction (X, Y et Z) et le nombre de moles impliquées dans la réaction est établie, représentée par les coefficients stoechiométriques des réactifs (a et b ).
Par conséquent, plus le quotient indiqué pour un réactif est bas, plus le déficit de ce réactif pour achever la réaction est grand; et donc, c'est le réactif limitant.
Ouideux(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COdeux(g)
3 g de SiO sont mis à réagirdeux (oxyde de silicium) avec 4,5 g de C (carbone).
Moles de SiOdeux
Masse = 3 g
Poids moléculaire = 60 g / mol
Nombre de moles de SiOdeux = 3g / (60g / mol)
0,05 mole
Nombre de moles de C
Masse = 4,5 g
Poids atomique = 12 g / mol
Nombre de moles de C = 4,5 g / (12g / mol)
0,375 mole
Quotient entre le nombre de moles des réactifs et leurs coefficients stoechiométriques:
Pour SiOdeux = 0,05 mole / 1 mole
Quotient = 0,05
Pour C = 0,375 mole / 3 moles
Quotient = 0,125
De la comparaison des valeurs des quotients, on peut conclure que le réactif limitant est SiOdeux.
La masse produite de SiC est calculée à partir de la réaction précédente, lorsque 3 g de SiO sont utilisésdeux et lors de l'utilisation des 4,5 g de C
(3 g de SiOdeux) x (1 mol de SiOdeux/ 60 g de SiOdeux) x (1 mol de SiC / 1 mol de SiOdeux) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 2 g SiC
(4,5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC
Ainsi, plus de SiC (carbure de silicium) serait produit si la réaction se produisait en consommant tout le carbone que la quantité produite en consommant tout le SiO.deux. En conclusion, le SiOdeux est le réactif limitant, car lorsque tout l'excès de C est consommé, plus de SiC serait généré.
0,5 mole d'aluminium sont mis à réagir avec 0,9 mole de chlore (Cldeux) pour former du chlorure d'aluminium (AlCl3): Quel est le réactif limitant et quel est le réactif en excès? Calculer la masse du réactif limitant et de l'excès de réactif
2 Al (s) + 3 Cldeux(g) => 2 AlCl3(s)
Les quotients entre les moles des réactifs et les coefficients stoechiométriques sont:
Pour l'aluminium = 0,5 mole / 2 moles
Quotient aluminium = 0,25
Pour Cldeux = 0,9 mole / 3 moles
Quotient Cldeux = 0,3
Ensuite, le réactif limitant est l'aluminium.
Une conclusion similaire est atteinte si les moles de chlore nécessaires pour se combiner avec les 0,5 mole d'aluminium sont déterminées.
Moles de Cldeux = (0,5 mole d'Al) x (3 moles de Cldeux/ 2 moles d'Al)
0,75 mole de Cldeux
Ensuite, il y a un excès de Cldeux: 0,75 mole sont nécessaires pour réagir avec l'aluminium et 0,9 mole sont présentes. Par conséquent, il y a un excès de 0,15 mole de Cldeux.
On peut conclure que le réactif limitant est l'aluminium
Limiter la masse de réactif:
Masse d'aluminium = 0,5 mole d'Al x 27 g / mole
13,5 g.
La masse atomique d'Al est de 27g / mol.
Masse d'excès de réactif:
0,15 mole de Cldeux
Masse cldeux excès = 0,15 mole de Cldeux x 70 g / mol
10,5 g
L'équation suivante représente la réaction entre le nitrate d'argent et le chlorure de baryum en solution aqueuse:
2 AgNO3 (ac) + BaCldeux (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NON3)deux (ac)
Selon cette équation, si une solution contenant 62,4 g d'AgNO3 est mélangé avec une solution contenant 53,1 g de BaCldeux: a) Quel est le réactif limitant? b) Combien de réactifs n'ont pas réagi? c) Combien de grammes d'AgCl se sont formés?
Poids moléculaires:
-AgNO3: 169,9 g / mol
-BaCldeux: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Bain3)deux: 261,9 g / mol
Pour appliquer la méthode 1, qui permet l'identification du réactif limitant, il est nécessaire de déterminer les moles d'AgNO3 et BaCldeux présent dans la réaction.
Taupes AgNO3
Poids moléculaire 169,9 g / mol
Masse = 62,4 g
Nombre de moles = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 mole
Moles de BaCldeux
Poids moléculaire = 208,9 g / mol
Masse = 53,1 g
Nombre de moles = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 mole
Détermination des quotients entre le nombre de moles des réactifs et leurs coefficients stoechiométriques.
Pour AgNO3 = 0,367 mole / 2 moles
Quotient = 0,184
Pour le BaCldeux = 0,254 mole / 1 mole
Quotient = 0,254
Sur la base de la méthode 1, la valeur des ratios permet d'identifier AgNO3 comme réactif limitant.
L'équilibre stoechiométrique de la réaction indique que 2 moles d'AgNO3 réagir avec 1 mole de BaCldeux.
Moles de BaCldeux= (0,367 mole d'AgNO3) x (1 mol BaCldeux/ 2 moles d'AgNO3)
0,1835 mole de BaCldeux
Et les taupes de BaCldeux qui ne sont pas intervenus dans la réaction, c'est-à-dire qui sont en excès sont:
0,254 mole - 0,1835 mole = 0,0705 mole
Masse BaCldeux en excès:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Résumé:
Excès de réactif: BaCldeux
Excès de masse: 14,72 g
Pour calculer la masse des produits, les calculs sont effectués en fonction du réactif limitant.
g AgCl = (62,4 g AgNO3) x (1 mol AgNO3/ 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO3) x (142,9 g / mol d'AgCl)
52,48 grammes
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