ما هو الكاشف الحد والزائد؟ كيف يتم حسابه والأمثلة

ال الحد الكاشف هو ما يتم استهلاكه بالكامل ويحدد مقدار كتلة المنتجات التي تتشكل في تفاعل كيميائي ؛ بينما الكاشف الزائد هو الذي لا يتفاعل تمامًا بعد استهلاك الكاشف المحدد.

في العديد من ردود الفعل ، يتم السعي إلى وجود فائض من الكاشف لضمان تفاعل كل كاشف الفائدة. على سبيل المثال ، إذا كان A يتفاعل مع B لإنتاج C ، ويريد أن يتفاعل A بالكامل ، تتم إضافة فائض من B. ومع ذلك ، فإن التوليف والمعايير العلمية والاقتصادية ، هما المعياران اللذان يقرران ما إذا كان فائض A مناسبًا. أو من ب.

يحدد الكاشف الحد كمية المنتج التي يمكن تشكيلها في التفاعل الكيميائي. لذلك ، إذا كنت تعرف مقدار رد فعلك من A ، فستحدد على الفور الكمية التي تشكلت من C. لن يكشف الكاشف الزائد عن الكميات المكونة للمنتج..

وإذا كانوا يستهلكون كل من ألف وباء في رد الفعل؟ ثم نتحدث عن مزيج متساوي الأضلاع من A و B. في الممارسة العملية ، ومع ذلك ، فإنه ليس من السهل التأكد من وجود أعداد متساوية من الشامات أو ما يعادلها من جميع المواد المتفاعلة ؛ في هذه الحالة ، يمكن استخدام أي من الاثنين ، A أو B ، لحساب الكمية المكونة من C.

مؤشر

• 1 كيف تحسب الكواشف الحدية والزائدة؟?
  • 1.1 الطريقة الأولى
  • 1.2 الطريقة 2
• 2 أمثلة
  • 2.1 - مثال 1
  • 2.2 - مثال 2
• 3 المراجع

كيف يتم الحد من الكواشف الزائدة؟?

هناك العديد من الطرق لتحديد وحساب كمية كاشف الحد الذي يمكن أن يتدخل في التفاعل. مرة واحدة تحسب ، والكواشف الأخرى في الزائدة.

الطريقة التي تسمح بتحديد الكاشف المحدد ، بناءً على مقارنة نسبة الكواشف مع نسبة العناصر المتكافئة ، هي الطريقة الموضحة أدناه.

طريقة 1

يمكن تخطيط التفاعل الكيميائي بالطريقة التالية:

aX + bY => cZ

حيث X و Y و Z تمثل عدد مولات كل كاشف ومنتج. بينما يمثل a و b و c معاملاتهما المتكافئة ، الناتجة عن التوازن الكيميائي للتفاعلات.

إذا تم الحصول على الحاصل (X / a) والحاصل (Y / b) ، فإن الكاشف الذي يحتوي على الحاصل الأدنى هو الكاشف المحدد.

عند حساب النسب المشار إليها ، يتم تأسيس العلاقة بين عدد الشامات الموجودة في التفاعل (X ، Y و Z) وعدد الشامات المتفاعلة في التفاعل ، والتي تمثلها معاملات العوامل الكيميائية المتفاعلة للمفاعلات (أ و ب)..

لذلك ، كلما كان الكاشف المشار إليه كواشف أقل ، كلما زاد عجز الكاشف لإتمام التفاعل ؛ وبالتالي ، هو كاشف الحد.

مثال

شافي₂(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO₂(G)

تتفاعل 3 غرام من SiO₂ (أكسيد السيليكون) مع 4.5 غرام من C (الكربون).

الشامات من سيو₂

الكتلة = 3 جم

الوزن الجزيئي = 60 جم ​​/ مول

عدد الشامات من سيو₂ = 3 جم / (60 جم ​​/ مول)

0.05 الشامات

عدد الشامات من جيم

الكتلة = 4.5 جم

الوزن الذري = 12 جم / مول

عدد الشامات من C = 4.5 جم / (12 جم / مول)

0.375 الشامة

النسبة بين عدد مولات المواد المتفاعلة ومعاملاتها المتكافئة:

ل SiO₂ = 0.05 مول / 1 مول

الحاصل = 0.05

ل C = 0.375 الشامات / 3 الشامات

النسبة = 0.125

من المقارنة بين قيم الحصص ، يمكن استنتاج أن الكاشف المحدد هو SiO₂.

الطريقة 2

يتم حساب الكتلة المنتجة لـ SiC من التفاعل السابق عند استخدام 3 جم من SiO₂ وعند استخدام 4.5 غرام من C

(3 ز ش م₂) س (1 مول سيو)₂/ 60 غرام SiO₂) × (1 مول SiC / 1 مول SiO)₂) X (40 غرام كربيد / 1 مول كربيد) = 2 غرام كربيد كروم

(4.5 جم C) × (3 مول C / 36 جم C) x (1 مول من SiC / 3 مول من C) x (40 جم SiC / 1 مول من SiC) = 5 جم من SiC

بعد ذلك ، سيتم إنتاج كمية أكبر من كربيد السيليكون إذا حدث التفاعل ويستهلك كل الكربون الذي تم إنتاجه عند استهلاك كل عنصر SiO.₂. في الختام ، سيو₂ هو الكاشف الحد ، حيث سيتم إنشاء جميع الفائض C أكثر كربيد.

أمثلة

-مثال 1

يتفاعل 0.5 مول من الألومنيوم مع 0.9 مول من الكلور (Cl₂) لتشكيل كلوريد الألومنيوم (AlCl₃): ما هو الكاشف الحد وما هو كاشف الزائدة؟ حساب كتلة الكاشف الحد والكاشف الزائد

2 عند (ق) + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(S)

طريقة 1

النسب بين الشامات من المواد المتفاعلة والمعاملات الكيميائية المتكافئة هي:

للألمنيوم = 0.5 مولات / 2 مولات

نسبة الألومنيوم = 0.25

ل Cl₂ = 0.9 مولات / 3 مولات

نسبة Cl₂ = 0.3

ثم ، كاشف الحد هو الألومنيوم.

تم التوصل إلى استنتاج مشابه ، إذا حدد المرء مولات الكلور المطلوب دمجها مع 0.5 مول من الألومنيوم.

الشامات من الكل₂ = (0.5 مولات من Al) x (3 مولات من Cl₂/ 2 مولات من آل)

0.75 مولات من الكل₂

ثم هناك فائض من الكلور₂: مطلوب 0.75 مولات للتفاعل مع الألومنيوم ، و 0.9 مولات موجودة. لذلك ، هناك ما يزيد عن 0.15 مول من الكلور_2.

يمكن أن نستنتج أن كاشف الحد هو الألومنيوم

حساب الجماهير المتفاعلة

كتلة الحد الكاشف:

كتلة الألومنيوم = 0.5 مول من Al x 27 جم / مول

13.5 غرام.

الكتلة الذرية من آل هو 27g / مول.

كتلة الكاشف الزائد:

تركت 0.15 مول من الكلور₂

Cl Mass₂ بقايا = 0.15 الشامات Cl₂ × 70 جم / مول

10.5 غرام

-مثال 2

تمثل المعادلة التالية التفاعل بين نترات الفضة وكلوريد الباريوم في محلول مائي:

2 AgNO₃ (ac) + BaCl₂ (ac) => 2 AgCl (s) + Ba (NO₃)₂ (آق)

وفقا لهذه المعادلة ، إذا كان الحل يحتوي على 62.4g من AgNO₃ يخلط مع محلول يحتوي على 53.1 جم من BaCl₂: أ) ما هو الكاشف الحد؟ ب) كم عدد الكواشف التي لا تزال غير متفاعلة؟ ج) كم غرام من AgCl تشكلت?

الأوزان الجزيئية:

-AGNO₃: 169.9 جم / مول

-بووتون₂: 208.9 جم / مول

-AgCl: 143.4 جم / مول

-با (لا₃)₂: 261.9 جم / مول

طريقة 1

لتطبيق الطريقة الأولى ، التي تسمح بتحديد كاشف الحد ، من الضروري تحديد الشامات الخاصة بـ AgNO₃ و BaCl₂ موجودة في رد الفعل.

الشامات من AgNO₃

الوزن الجزيئي 169.9 جم / مول

الكتلة = 62.4 جم

عدد الشامات = 62.4 جم / (169.9 جم / مول)

0.367 الشامة

الشامات من BaCl₂

الوزن الجزيئي = 208.9 جم / مول

الكتلة = 53.1 جم

عدد الشامات = 53.1 جم / (208.9 جم / مول)

0.254 الشامة

تحديد الحصص بين عدد مولات المواد المتفاعلة ومعاملاتها المتكافئة.

ل AgNO₃ = 0.367 مولات / 2 مولات

النسبة = 0.184

ل BaCl₂ = 0.254 مول / 1 مول

النسبة = 0.254

استنادًا إلى الطريقة الأولى ، تسمح قيمة الحصص بتحديد AgNO₃ ككبح الحد.

حساب كتلة الكاشف الزائدة

يشير توازن العناصر المتفاعلة في التفاعل إلى أن 2 مولات من AgNO₃ تتفاعل مع 1 مول من BaCl_2.

الشامات من BaCl₂= (0.367 مول من AgNO₃) × (1 مول BaCl₂/ 2 مولات من AgNO₃)

0.1835 مولات من BaCl₂

وشامات BaCl₂ التي لم تتدخل في رد الفعل ، أي أنها تجاوزت:

0.254 مول - 0.1835 مول = 0.0705 مول

كتلة BaCl₂ الزائد:

0.0705 مول / × 208.9 جم / مول = 14.72 جم

موجز:

الكاشف الزائد: BaCl₂

الكتلة الزائدة: 14.72 جم

حساب غرامات AgCl المنتجة في التفاعل

لحساب كتلة المنتجات ، يتم إجراء الحسابات بناءً على كاشف الحد.

g of AgCl = (62.4 جم من AgNO₃) × (1 مول AgNO₃/ 169.9 جم) × (2 مول AgCl / 2 مول AgNO₃) × (142.9 جم / مول AgCl)

52.48 جم

مراجع

1. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE التعلم.
2. فلوريس ج. (2002). الكيمياء. افتتاحية سانتيانا
3. ويكيبيديا. (2018). الحد الكاشف: en.wikipedia.org
4. شاه س. (21 أغسطس 2018). الحد من الكواشف. كيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
5. رياضيات الكيمياء الحد من أمثلة الكواشف. تم الاسترجاع من: chemteam.info
6. جامعة واشنطن. (2005). الحد من الكواشف. تم الاسترجاع من: chemistry.wustl.edu