Διαφορά μεταξύ περιοριστικού αντιδραστηρίου και περίσσειας αντιδραστηρίου

Κύρια διαφορά – Περιοριστικό αντιδραστήριο έναντι περίσσειας αντιδραστηρίου

Ένα χημικό αντιδραστήριο είναι ένα χημικό είδος που απαιτείται για να συμβεί μια χημική αντίδραση. Μερικές φορές αυτή η ένωση αντιδραστηρίου καταναλώνεται κατά την εξέλιξη της αντίδρασης, αλλά άλλες φορές δεν καταναλώνεται. Εάν αυτό το αντιδραστήριο καταναλωθεί κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, ονομάζεται αντιδραστήριο. Οι όροι περιοριστικό αντιδραστήριο και περίσσεια αντιδραστηρίου περιγράφουν την κατανάλωση αυτών των αντιδραστηρίων κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης. Το περιοριστικό αντιδραστήριο θα αποφασίζει πάντα την ποσότητα του προϊόντος που μπορούμε να λάβουμε στο τέλος της αντίδρασης. Με άλλα λόγια, το περιοριστικό αντιδραστήριο περιορίζει τον σχηματισμό του προϊόντος. Η κύρια διαφορά μεταξύ του περιοριστικού αντιδραστηρίου και της περίσσειας αντιδραστηρίου είναι ότι η ποσότητα του περιοριστικού αντιδραστηρίου που υπάρχει σε ένα μείγμα αντίδρασης είναι χαμηλότερη από αυτή της περίσσειας αντιδραστηρίου.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι ένα Περιοριστικό Αντιδραστήριο
      – Ορισμός, Επίδραση στη Χημική Αντίδραση, Παραδείγματα
2. Τι είναι το υπερβολικό αντιδραστήριο
      – Ορισμός, Επίδραση στη Χημική Αντίδραση, Παραδείγματα
3. Ποια είναι η σχέση μεταξύ του περιοριστικού αντιδραστηρίου και της περίσσειας αντιδραστηρίου
      – Περιοριστικό αντιδραστήριο και περίσσεια αντιδραστηρίου
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του περιοριστικού αντιδραστηρίου και της περίσσειας αντιδραστηρίου
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:περίσσεια αντιδραστηρίου, περιοριστικό αντιδραστήριο, αντιδραστήριο, αντιδραστήριο

Τι είναι ένα Limiting Reagent

Το περιοριστικό αντιδραστήριο είναι το αντιδραστήριο μιας συγκεκριμένης χημικής αντίδρασης που περιορίζει τον σχηματισμό του προϊόντος. Επομένως, το περιοριστικό αντιδραστήριο θα αποφασίσει την ποσότητα του προϊόντος που πρόκειται να σχηματιστεί μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης.

Το περιοριστικό αντιδραστήριο καταναλώνεται πλήρως κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Επομένως, μπορούμε να προσδιορίσουμε την ποσότητα του προϊόντος που πρόκειται να σχηματιστεί εξετάζοντας τη στοιχειομετρική σχέση μεταξύ του περιοριστικού αντιδραστηρίου και του προϊόντος. Η αντίδραση τελειώνει μετά την πλήρη κατανάλωση του περιοριστικού αντιδραστηρίου. Αυτό οφείλεται στο ότι το μείγμα της αντίδρασης δεν έχει ένα από τα αντιδρώντα.

Το περιοριστικό αντιδραστήριο μιας συγκεκριμένης αντίδρασης μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας έναν απλό υπολογισμό. Εάν όχι, μπορούμε να το προσδιορίσουμε εξετάζοντας απλώς τον αριθμό των γραμμομορίων των αντιδρώντων και τις στοιχειομετρικές τους σχέσεις που λαμβάνονται από την ισορροπημένη χημική εξίσωση.

Πώς να προσδιορίσετε το περιοριστικό αντιδραστήριο μιας αντίδρασης

Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα για να κατανοήσουμε αυτήν τη μέθοδο.

Π.χ.:Εξετάστε την αντίδραση μεταξύ NaOH (0,40 g) και HCl (0,1 M, 10,00 mL) που παράγουν χλωριούχο νάτριο και νερό.

1. Γράψτε την ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση

NaOH_(aq) +    HCl_(aq) →  NaCl_(g) +   H₂ O_(l)

2. Υπολογίστε τον αριθμό των mol κάθε αντιδρώντος στο μείγμα της αντίδρασης.

Ποσότητα NaOH που υπάρχει       =  0,40 g / 40 gmol

                                                      =     1 x 10 mol

Ποσότητα υπάρχοντος HCl           =   0,1 molL  x  10,00  x  10 L

                                                      =    1 x 10 mol

3. Προσδιορίστε τη στοιχειομετρική σχέση μεταξύ αντιδρώντων και προϊόντων.

NaOH :HCl :NaCl   =   1 :1 :1

4. Υπολογίστε την ποσότητα του προϊόντος που μπορεί να παραχθεί από κάθε αντιδρών. Το αντιδραστήριο που δίνει μικρότερη ποσότητα προϊόντος είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.

• Ποσότητα NaCl που παράγεται από NaOH;

NaOH :NaCl           =   1 :1

1 x 10mol :NaCl  =  1 :1

NaCl                         =    1 x 10mol

• Ποσότητα NaCl που παράγεται από HCl;

HCl :NaCl                =   1 :1

1 x 10mol :NaCl   =  1 :1

NaCl                          =    1 x 10mol

Δεδομένου ότι το HCl δίνει χαμηλή ποσότητα προϊόντος από το NaOH, το HCl είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.

Τι είναι ένα αντιδραστήριο περίσσειας

Η περίσσεια αντιδραστηρίου είναι το αντιδραστήριο που υπάρχει σε περίσσεια σε ένα μείγμα αντίδρασης. Κάποια ποσότητα αυτού του αντιδραστηρίου θα υπάρχει μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης. Η περίσσεια του αντιδραστηρίου μπορεί να παρατηρηθεί στην αρχή μιας αντίδρασης, στην εξέλιξη της αντίδρασης και στο τέλος της αντίδρασης.

Η έννοια της περίσσειας αντιδραστηρίου είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό της ποσότητας μιας άγνωστης ποσότητας ενός συστατικού που υπάρχει σε μια συγκεκριμένη ένωση. Για παράδειγμα, στις μεθόδους τιτλοδότησης, μπορούμε να προσθέσουμε ένα αντιδραστήριο σε περίσσεια που θα αντιδράσει με την άγνωστη ένωση και μέρος του αντιδραστηρίου θα μείνει μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης. Στη συνέχεια, η ποσότητα του πλεονάζοντος αντιδραστηρίου μπορεί να προσδιοριστεί τιτλοδοτώντας το με ένα κατάλληλο αντιδραστήριο. Εφόσον γνωρίζουμε την ποσότητα του αντιδραστηρίου που χρησιμοποιείται σε περίσσεια, μπορούμε να προσδιορίσουμε την ποσότητα του που αντέδρασε με το άγνωστο συστατικό. Αυτό ονομάζεται μέθοδος αντίστροφης τιτλοδότησης. Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα.

Π.χ.:Ένα διάλυμα δείγματος (10,00 mL) αποτελείται από άγνωστη ποσότητα ιόντων Ni. Προσθέτουμε πλεονάζουσα ποσότητα διαλύματος EDTA (0,1 M, 15,00 mL) σε αυτό το δείγμα. Το EDTA αντιδρά με το Ni σε αναλογία 1:1. Η ποσότητα περίσσειας EDTA που υπάρχει στο δείγμα μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο διάλυμα Mg (0,1 M) παρουσία δείκτη EBT και ρυθμιστικού διαλύματος pH 10. Στη συνέχεια θα πρέπει να υπολογίσουμε την ποσότητα Mg που αντέδρασε με την περίσσεια του EDTA. Καθώς γνωρίζουμε τη συνολική ποσότητα EDTA που προστέθηκε στο δείγμα, μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα του EDTA που αντέδρασε με ιόντα Ni. Χρησιμοποιώντας την αναλογία 1:1, μπορούμε να προσδιορίσουμε την ποσότητα του Ni που υπάρχει στο αρχικό δείγμα. Σε αυτήν την αντίδραση, το Ni είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο για την αντίδραση.

Σχέση μεταξύ Limiting Reagent και Excess Reagent

Ένα πραγματικό μείγμα αντίδρασης (όχι ιδανικά μείγματα αντίδρασης) θα έχει πάντα ένα περιοριστικό αντιδραστήριο και μια περίσσεια αντιδραστηρίου. Αυτό συμβαίνει επειδή τα αντιδρώντα αντιδρούν μεταξύ τους σύμφωνα με τη στοιχειομετρική σχέση μεταξύ τους. Αλλά μερικές φορές, όλα τα αντιδρώντα καταναλώνονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, δεν υπάρχουν περιοριστικά ή υπερβολικά αντιδραστήρια.

Διαφορά μεταξύ περιοριστικού αντιδραστηρίου και περίσσειας αντιδραστηρίου

Ορισμός

Περιοριστικό αντιδραστήριο: Το περιοριστικό αντιδραστήριο είναι το αντιδραστήριο μιας συγκεκριμένης χημικής αντίδρασης που περιορίζει τον σχηματισμό του προϊόντος.

Υπερβολικό αντιδραστήριο: Περίσσεια αντιδραστηρίου είναι το αντιδραστήριο που υπάρχει σε περίσσεια σε ένα μείγμα αντίδρασης.

Κατανάλωση

Περιοριστικό αντιδραστήριο: Το περιοριστικό αντιδραστήριο καταναλώνεται πλήρως κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης.

Υπερβολικό αντιδραστήριο: Η περίσσεια του αντιδραστηρίου δεν καταναλώνεται πλήρως κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης.

Παρουσία στο τέλος της αντίδρασης

Περιοριστικό αντιδραστήριο: Το περιοριστικό αντιδραστήριο δεν υπάρχει στο τέλος της αντίδρασης.

Υπερβολικό αντιδραστήριο: Κάποια ποσότητα περίσσειας αντιδραστηρίου υπάρχει στο τέλος της αντίδρασης.

Επίδραση στο προϊόν

Περιοριστικό αντιδραστήριο: Το περιοριστικό αντιδραστήριο περιορίζει την ποσότητα του προϊόντος που σχηματίζεται από μια αντίδραση.

Υπερβολικό αντιδραστήριο: Η περίσσεια του αντιδραστηρίου δεν έχει καμία επίδραση στο προϊόν που σχηματίζεται από τη χημική αντίδραση.

Συμπέρασμα

Το περιοριστικό αντιδραστήριο μιας χημικής αντίδρασης είναι πολύ σημαντικό για τον προσδιορισμό της ποσότητας ενός προϊόντος που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Η περίσσεια του αντιδραστηρίου δεν έχει επίδραση στο τελικό προϊόν, αλλά είναι σημαντική στις μεθόδους εκ νέου τιτλοδότησης. Αν και και τα δύο είναι αντιδρώντα, υπάρχουν κάποιες διαφορές μεταξύ τους. Η κύρια διαφορά μεταξύ του περιοριστικού αντιδραστηρίου και της περίσσειας αντιδραστηρίου είναι ότι η ποσότητα του περιοριστικού αντιδραστηρίου που υπάρχει σε ένα μείγμα αντίδρασης είναι χαμηλότερη από αυτή της περίσσειας αντιδραστηρίου.