Beregning af mængden af dannet produkt ud fra en begrænsende reaktant (arbejdstypeeksempel)

Når man arbejder med kemiske reaktioner, er det vigtigt at forstå begrebet den begrænsende reaktant. Den begrænsende reaktant er den reaktant, som er fuldstændigt forbrugt i reaktionen og dermed bestemmer, hvor meget produkt der dannes. For at beregne mængden af produkt, der dannes fra den begrænsende reaktant, kan man følge nogle enkle trin. I denne artikel vil vi gennemgå et eksempel for at illustrere denne beregningsproces.

Eksempel:

Forestil dig en kemisk reaktion, hvor nitrogen (N2) og hydrogen (H2) reagerer for at danne ammoniak (NH3). Reaktionen er som følger:

N2 + 3H2 → 2NH3

Vi har 20 mol nitrogen og 50 mol hydrogen til rådighed for at udføre reaktionen. Vi ønsker at beregne mængden af ammoniak, der dannes. For at gøre dette skal vi først afgøre, hvilken af de to reaktanter der er den begrænsende reaktant.

Trin 1: Bestem molforholdet

Fra reaktionsligningen kan vi se, at der kræves 1 mol nitrogen og 3 mol hydrogen for at danne 2 mol ammoniak. Ved at dividere mængden af hver reaktant med det molare forhold kan vi bestemme, hvor mange mol ammoniak der kan dannes:

Nitrogen: 20 mol / 1 mol = 20 mol ammoniak

Hydrogen: 50 mol / 3 mol = ~ 16,67 mol ammoniak

Trin 2: Find den begrænsende reaktant

Vi kan se, at mængden af ammoniak dannet fra nitrogen er 20 mol, mens mængden dannet fra hydrogen er ~ 16,67 mol. Da vi ikke kan have en brøkdel af et mol, er det tydeligt, at hydrogen er den begrænsende reaktant i dette tilfælde.

Trin 3: Beregn mængden af produktet

Nu hvor vi har identificeret den begrænsende reaktant, kan vi beregne mængden af produktet dannet ud fra dens molare forhold. I dette tilfælde ved vi, at 3 mol hydrogen danner 2 mol ammoniak. Således kan vi beregne mængden af ammoniak dannet:

Hydrogen: 50 mol × (2 mol / 3 mol) = ~ 33,33 mol ammoniak

Derfor vil der dannes ca. 33,33 mol ammoniak.

Bemærk, at selvom vi havde mere nitrogen til rådighed, ville det ikke have påvirket mængden af dannet ammoniak, da hydrogen var den begrænsende reaktant.

Konklusion

Ved at følge disse trin kan man beregne mængden af produktet dannet ud fra den begrænsende reaktant. Det er vigtigt at identificere den begrænsende reaktant korrekt, da det påvirker reaktionsforløbet og den endelige mængde af dannet produkt. Ved at forstå og anvende begrænsende reaktant-beregninger kan man være mere præcis og effektiv i laboratoriearbejdet med kemiske reaktioner.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er en begrænsende reaktant?

En begrænsende reaktant er den reaktant i en kemisk reaktion, der er fuldstændig forbrugt før alle de andre reaktanter, og dermed begrænser mængden af produkt, der dannes.

Hvorfor er det vigtigt at identificere den begrænsende reaktant?

Det er vigtigt at identificere den begrænsende reaktant, fordi den bestemmer, hvor meget produkt der kan dannes i en kemisk reaktion.

Hvordan identificeres den begrænsende reaktant?

For at identificere den begrænsende reaktant skal man sammenligne mængderne af de to reaktanter og omsætningsforholdet i den afsluttende afbalancerede reaktionsligning. Den reaktant, der har det mindste omsætningsforhold i forhold til produktet, er den begrænsende reaktant.

Hvordan beregnes mængden af produkt dannet fra en begrænsende reaktant?

Mængden af produkt dannet fra en begrænsende reaktant kan beregnes ved at bruge den molmæssige sammenhæng mellem reaktanter og produkt i den afbalancerede reaktionsligning. Man multiplicerer mængden af den begrænsende reaktant (i mol) med det relevante molforhold mellem den begrænsende reaktant og produktet.

Hvad er molforholdet mellem en begrænsende reaktant og produktet?

Molforholdet mellem en begrænsende reaktant og produktet kan bestemmes ud fra den afbalancerede reaktionsligning. Coefficients i reaktionsligningen indikerer forholdet mellem antallet af mol af hver reaktant til mængden af produkt, der dannes.

Hvordan kan man bruge en begrænsende reaktant til at beregne overskudsreaktanterne?

Efter at have identificeret den begrænsende reaktant kan man bruge dens molforhold i forhold til de overskudsreaktanter til at beregne mængden af overskudseaktanter, der stadig er til stede efter reaktionen.

Hvordan påvirker en ændring i mængden af en reaktant, der ikke er begrænsende, mængden af produkt dannet?

En ændring i mængden af en reaktant, der ikke er begrænsende, har ingen direkte indvirkning på mængden af produkt dannet. Det påvirker kun, hvor meget af den begrænsende reaktant der forbruges.

Hvordan kan man anvende begrænsende reaktantberegninger i praksis?

Begrænsende reaktantberegninger har praktiske anvendelser i kemisk industri, laboratoriearbejde og produktion af produktionsvarer. De kan hjælpe med at bestemme de optimale mængder reaktanter, der skal bruges for at opnå maksimalt udbytte af produktet.

Hvad er formålet med en begrænsende reaktantberegning?

Formålet med en begrænsende reaktantberegning er at bestemme hvor meget produkt der kan dannes i en kemisk reaktion og at optimere processen ved at bruge de rigtige mængder reaktanter.

Hvad er betydningen af en begrænsende reaktant i en reaktionsligning?

Den begrænsende reaktant i en reaktionsligning er den reaktant, der bestemmer den maksimale mængde af produkt, der kan dannes. Hvis der er overskydende mængder af en reaktant, der ikke er begrænsende, vil den ikke have nogen effekt på mængden af produkt, der genereres.

Andre populære artikler: Fysiske og kemiske forandringer: En grundig forklaring • Sammenligning af lineære funktioner: samme ændringsrate • Big-θ notation • Integrationsfaktorer 1: En dybdegående undersøgelse af metoden • Projections onto subspaces • Sammenligning af befolkningsandele 1 • Scientific Notation Review • Probability of a compound event • Foramen ovale og ductus arteriosus: En dybdegående forståelse • Foundation 4: Fysiske processer | MCAT | Forberedelse til test • Points på koordinatplanet – eksempler • Common and systematic naming: iso-, sec-, and tert- prefixes • Extranuclear arv 1: Dybdegående forståelse af den observerede arv af ekstranukleær DNA • Drawing dot structures – En dybdegående guide • Hjerteanfald (myokardieinfarkt) patofysiologi • Kronisk bronkitis patofysiologi • Mendelsk genetik: Praksisopgaver • WATCH: Opiumkrigene • Introduktion til Reformationen: modreformationen • Congruente linjestykker | Linjer