O reagente limitante É aquele que é totalmente consumido e determina quanta massa de produtos se forma em uma reação química; enquanto o reagente em excesso é aquele que não reage completamente após o reagente limitante ter sido consumido.
Em muitas reações, um excesso de um reagente é procurado para garantir que todo o reagente de interesse reaja. Por exemplo, se A reage com B para produzir C, e é desejado que A reaja completamente, um excesso de B é adicionado. No entanto, a síntese e os critérios científicos e econômicos são o que decidem se um excesso de A é apropriado. Ou de B.
O reagente limitante determina a quantidade de produto que pode ser formada na reação química. Portanto, se for conhecido o quanto de A reagiu, é imediatamente determinado quanto de C. O excesso de reagente nunca revela as quantidades de produto formado..
E se A e B forem consumidos na reação? Em seguida, falamos de uma mistura equimolar de A e B. Na prática, entretanto, não é uma tarefa fácil garantir que haja números iguais de moles ou equivalentes de todos os reagentes; Neste caso, qualquer um dos dois, A ou B, pode ser usado para calcular a quantidade de C formado.
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Existem muitas maneiras de identificar e calcular a quantidade do reagente limitante que pode estar envolvido na reação. Uma vez calculados, os outros reagentes estão em excesso.
Um método que permite identificar qual é o reagente limitante, com base na comparação da proporção de reagentes com a razão estequiométrica, é o descrito abaixo.
Uma reação química pode ser delineada da seguinte forma:
aX + bY => cZ
Onde X, Y e Z representam o número de moles de cada reagente e produto. Enquanto, a, bec representam seus coeficientes estequiométricos, resultantes do balanço químico das reações.
Se o quociente (X / a) e o quociente (Y / b) forem obtidos, o reagente com o quociente inferior é o reagente limitante.
Quando os quocientes indicados são calculados, a relação entre o número de moles presentes na reação (X, Y e Z) e o número de moles envolvidos na reação está sendo estabelecida, representada pelos coeficientes estequiométricos dos reagentes (a e b ).
Portanto, quanto menor o quociente indicado para um reagente, maior será o déficit desse reagente para completar a reação; e, portanto, é o reagente limitante.
simdois(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 COdois(g)
3 g de SiO são reagidosdois (óxido de silício) com 4,5 g de C (carbono).
Moles de SiOdois
Massa = 3 g
Peso molecular = 60 g / mol
Número de moles de SiOdois = 3g / (60g / mol)
0,05 moles
Número de mols de C
Massa = 4,5 g
Peso atômico = 12 g / mol
Número de moles de C = 4,5 g / (12g / mol)
0,375 moles
Quociente entre o número de moles dos reagentes e seus coeficientes estequiométricos:
Para SiOdois = 0,05 moles / 1 mol
Quociente = 0,05
Para C = 0,375 moles / 3 moles
Quociente = 0,125
A partir da comparação dos valores dos quocientes, pode-se concluir que o reagente limitante é o SiOdois.
A massa produzida de SiC é calculada a partir da reação anterior, quando 3 g de SiO é usadodois e ao usar o 4,5 g de C
(3 g SiOdois) x (1 mol SiOdois/ 60 g SiOdois) x (1 mol SiC / 1 mol SiOdois) 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
Assim, mais SiC (carboneto de silício) seria produzido se a reação ocorresse consumindo todo o carbono do que a quantidade produzida consumindo todo o SiOdois. Em conclusão, o SiOdois é o reagente limitante, pois quando todo o excesso de C for consumido, mais SiC será gerado.
0,5 moles de alumínio são reagidos com 0,9 moles de cloro (Cldois) para formar cloreto de alumínio (AlCl3): Qual é o reagente limitante e qual é o reagente em excesso? Calcule a massa do reagente limitante e o excesso de reagente
2 Al (s) + 3 Cldois(g) => 2 AlCl3(s)
Os quocientes entre os moles dos reagentes e os coeficientes estequiométricos são:
Para alumínio = 0,5 moles / 2 moles
Quociente de alumínio = 0,25
Para Cldois = 0,9 moles / 3 moles
Quociente de Cldois = 0,3
Então, o reagente limitante é o alumínio.
Uma conclusão semelhante é alcançada se os moles de cloro necessários para combinar com os 0,5 moles de alumínio forem determinados.
Moles de Cldois = (0,5 moles de Al) x (3 moles de Cldois/ 2 moles de Al)
0,75 moles de Cldois
Então, há um excesso de Cldois: 0,75 moles são necessários para reagir com o alumínio, e 0,9 moles estão presentes. Portanto, há um excesso de 0,15 moles de Cldois.
Pode-se concluir que o reagente limitante é o alumínio
Limitando a massa do reagente:
Massa de alumínio = 0,5 moles de Al x 27 g / mol
13,5 g.
A massa atômica do Al é 27g / mol.
Massa do excesso de reagente:
0,15 moles de Cldois
Massa de Cldois excesso = 0,15 moles de Cldois x 70 g / mol
10,5 g
A seguinte equação representa a reação entre nitrato de prata e cloreto de bário em solução aquosa:
2 AgNO3 (ac) + BaCldois (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO3)dois (ac)
De acordo com esta equação, se uma solução contendo 62,4g de AgNO3 é misturado com uma solução contendo 53,1 g de BaCldois: a) Qual é o reagente limitante? b) Quantos dos quais reagentes permanecem sem reagir? c) Quantos gramas de AgCl foram formados?
Pesos moleculares:
-AgNO3: 169,9g / mol
-BaCldois: 208,9 g / mol
-AgCl: 143,4 g / mol
-Banheiro3)dois: 261,9 g / mol
Para aplicar o Método 1, que permite a identificação do reagente limitante, é necessário determinar os moles de AgNO3 e BaCldois presente na reação.
AgNO moles3
Peso molecular 169,9 g / mol
Massa = 62,4 g
Número de moles = 62,4 g / (169,9 g / mol)
0,367 moles
Moles de BaCldois
Peso molecular = 208,9 g / mol
Massa = 53,1 g
Número de moles = 53,1 g / (208,9 g / mol)
0,254 moles
Determinação dos quocientes entre o número de moles dos reagentes e seus coeficientes estequiométricos.
Para AgNO3 = 0,367 moles / 2 moles
Quociente = 0,184
Para o BaCldois = 0,254 moles / 1 mol
Quociente = 0,254
Com base no Método 1, o valor das razões permite identificar AgNO3 como o reagente limitante.
O equilíbrio estequiométrico da reação indica que 2 moles de AgNO3 reagir com 1 mole de BaCldois.
Moles de BaCldois= (0,367 moles de AgNO3) x (1 mol BaCldois/ 2 moles de AgNO3)
0,1835 moles de BaCldois
E as toupeiras de BaCldois que não interferiram na reação, ou seja, que estão em excesso são:
0,254 moles - 0,1835 moles = 0,0705 moles
Massa BaCldois em excesso:
0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g
Retomar:
Excesso de reagente: BaCldois
Excesso de massa: 14,72 g
Para calcular a massa dos produtos, os cálculos são feitos com base no reagente limitante.
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 AgCl)
52,48 g
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