Asosiy kontent
Kimyo
Course: Kimyo > Unit 5
Lesson 3: Cheklangan reagent stexiometriyasi- Cheklangan reagent va unum
- Gravimetrik analizga kirish: haydash gravimetriyasi
- Gravimetrik analiz va choʻktirish gravimetriyasi
- 2015 AP Chemistry free response qoʻllanmasidagi 2a misol (1/2 qism)
- 2015 AP Chemistry free response 2a (2/2 qism) va b misollar
- Cheklangan reagent stexiometriyasi
© 2023 Khan AcademyFoydalanish shartlariMaxfiylik siyosatiCookie Notice
Cheklangan reagent va unum
Cheklangan reagent qanday topiladi, stexiometriyada mahsulotning nazariy miqdori va foiz unumini topishda undan qanday foydalaniladi.
Cheklangan reagent va mahsulotning nazariy miqdori
Klassik boshqotirma: bizda beshta sosiska va toʻrtta hotdog noni bor. Qoʻlimizdagi masalliqlardan foydalanib nechta hotdog tayyorlay olamiz?
Bitta sosiska bitta hotdog noni ichiga solinishini hisobga olsak, hotdog nonlari birinchi tugaydi, demak, nonlarning miqdori cheklangan ekan. Bunga oʻxshash ideal boʻlmagan vaziyatlarda biz hotdog nonini cheklangan reagent yoki limitlovchi reagent deb ataymiz.
Cheklangan reagent kimyoviy reaksiyalarda qancha miqdorda mahsulot hosil boʻlishini belgilovchi reagentdir. Qolgan reagentlar ortiqcha yoki moʻl miqdorda deb nomlanadi, chunki reaksiya tugagach, ular ortib qoladi. Biz olishimiz mumkin boʻlgan mahsulotning maksimal miqdori mahsulotning nazariy miqdori deyiladi. Yuqoridagi hod dog tayyorlash misolimizda mahsulotimizning nazariy miqdori toʻrtta hotdogga teng, chunki bizda toʻrtta hotdog noni bor. Lekin bizda sosiskalar ortiqcha. Quyidagi misolda biz haqiqiy kimyoviy reaksiyadagi cheklangan reagentni topamiz va mahsulotning nazariy unumini hisoblaymiz.
Masalalar yechishga oid maslahat: har qanday stexiometrik hisoblashlarda – cheklangan reagentni yoki mahsulotning nazariy miqdorini topishda – dastlabki va eng muhim bosqich reaksiyani tenglashtirishdir! Biz hisob-kitoblarimizda stexiometrik koeffitsiyentlarga asoslangan nisbatlardan foydalanganimiz sababli agar ushbu koeffitsiyentlar xato boʻlsa, oʻz-oʻzidan javobimiz ham xato chiqadi.
1-misol: cheklangan reagentni topish
Quyidagi reaksiyada 2,80 g start text, A, l, end text va 4,25 g start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript taʼsirlashsa, qaysi modda cheklangan reagent boʻladi?
Dastlab reaksiyamiz toʻgʻri tenglashtirilgan ekanini tekshirib koʻramiz: bizda reaksiyaning oʻng va chap tomonlarida 2 tadan Al atomi va 6 tadan Cl atomi bor, demak, reaksiyamiz toʻgʻri tenglashtirilgan. Biz reaksiyaga kirishuvchi moddalarning massalarini bilamiz va biz ularning qaysi biri birinchi boʻlib toʻliq sarflanishini bilmoqchimiz. Demak, 1-bosqichda moddalar massasini molga oʻtkazib olamiz. Soʻngra yuqorida tenglashtirilgan reaksiyamizning stexiometrik nisbatiga (2:3) koʻra miqdori cheklangan moddani topamiz.
1-bosqich: massalarni molga oʻtkazamiz.
start text, A, l, end text va start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript larning molyar massalaridan foydalanib, ularning massalarini molga oʻtkazamiz:
2-bosqich: stexiometrik nisbatlardan foydalanib cheklangan reagentni topamiz.
Moddalarning mol miqdorlarini bilib olganimizdan soʻng, cheklangan reagentni turli yoʻllar bilan topishimiz mumkin. Biz sizga uch xil yoʻlini koʻrsatib beramiz. Ularning barchasida bir xil javob chiqadi, shuning uchun siz oʻzingizga maʼqul boʻlganidan foydalanishingiz mumkin. Bu uch usul stexiometrik nisbatdan turlicha foydalangan holda javobni topadi.
1-USUL: birinchi usulga koʻra tenglashtirilgan reaksiya tenglamasidan reagentlarning amaldagi molyar nisbatlari topiladi va u stexiometrik nisbat bilan taqqoslanadi.
Amaliy nisbatga koʻra 1 mol start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript ga 1,74 mol start text, A, l, end text toʻgʻri kelmoqda. Taqqoslash uchun tenglashtirilgan muvozanat tenglamadan stexiometrik nisbatni ham topib olamiz:
Bu start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript ning bir moli uchun 0,67 mol start text, A, l, end text kerakligini anglatadi. Amaliy nisbat stexiometrik nisbatdan kattaroq boʻlgani sababli bizda start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript ning har bir moli bilan taʼsirlashishi uchun zarur boʻlgan miqdordan koʻra koʻproq start text, A, l, end text bor. Shuning uchun start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript cheklangan reagent hisoblanadi va start text, A, l, end text ortiqcha miqdorda olingan.
2-USUL: cheklangan reagentni topishning taxmin-va-tekshirish usuliga koʻra reagentlardan birini (qaysiligini mutlaqo ahamiyati yoʻq) cheklangan reagent deb olamiz. Soʻngra oʻsha reagentning miqdoridan foydalanib qolgan reagentlarning ham mollari topamiz. Masalan, biz start text, A, l, end text ni cheklangan reagent deb olsak, start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript ning miqdorini quyidagicha hisoblaymiz:
Yuqoridagi hisob-kitoblarga koʻra start text, A, l, end text haqiqatda cheklangan reagent boʻlsa, bizga 1, comma, 56, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript zarur boʻladi. Bizda esa 5, comma, 99, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript bor, bu 1, comma, 56, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript dan kamligi sababli start text, A, l, end text dan oldin start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript tugab qolishini bildiradi. Demak, bizda start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript cheklangan reagent ekan.
3-USUL: uchinchi usulda reak-mol deb qisqartirib yoziluvchi reaksiya moli tushunchasidan foydalanamiz. Bir reaksiya moli tenglashtirilgan reaksiya tenglamasidagi har bir moddaning koeffitsiyentlar orqali ifodalangan qiymatiga teng boʻladi. Bu taʼrif biroz tushunarsiz boʻlishi mumkin, ammo umid qilamizki, quyida berilgan misolimiz orqali buni toʻliq tushunib olasiz. Misolimizda bir reaksiya moli 2 mol start text, A, l, end text va 3 mol start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript reaksiyaga kirishib, 2 mol start text, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript hosil qilishiga teng boʻladi, buni quyidagicha ifodalashimiz mumkin:
Yuqoridagi nisbatlardan foydalanib har bir moddaning molini reaksiya moliga oʻtkazib olamiz:
Sizda reaksiya moli qancha katta boʻlsa, oʻsha moddaning miqdori ortiqcha boʻladi. Demak, reaksiya moli kichik boʻlgan reagent cheklangan reagent ekan, chunki oʻsha modda bilan reaksiya birinchi tugaydi. Ushbu usulga koʻra bizning reaksiyamizda start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript cheklangan reagent ekan, chunki 5, comma, 20, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start text, r, e, a, k, negative, m, o, l, end text dan 2, comma, 00, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start text, r, e, a, k, negative, m, o, l, end text kichik.
2-misol: mahsulotning nazariy miqdorini hisoblash
Endi biz cheklangan reagentni bilganimizdan soʻng, quyidagi savollarga javob berishda ushbu maʼlumotdan foydalanishimiz mumkin:
Cheklangan reagent boʻlgan start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript dan 4,25 g olib, reaksiyaga kirishtirsak, start text, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript mahsulotining nazariy miqdori qanday boʻladi?
Mahsulotning nazariy miqdorini topish uchun cheklangan reagent miqdoridan va tenglashtirilgan reaksiya tenglamamizdagi stexiometrik nisbatlardan foydalanishimiz mumkin. Tenglashtirilgan reaksiya tenglamamizdagi koeffitsiyentlar bizga 3 mol start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript dan 2 mol start text, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript olishimiz mumkinligini koʻrsatmoqda. Demak, mahsulotning mollardagi nazariy miqdori quyidagicha
Mahsulotning nazariy miqdori odatda massa birligida ifodalanadi, shuning uchun start text, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript ning molini uning molekulyar massasidan foydalanib grammlarga aylantirib olamiz:
Mahsulot unumi
Mahsulotning nazariy miqdori bu – cheklangan reagent miqdoriga asoslangan holda hosil boʻlishi mumkin boʻlgan mahsulotning maksimal miqdori. Turli sabablarga koʻra kimyogarlar har doim ham mahsulotni amalda maksimal miqdorda ola olishmaydi. Laboratoriyada reaksiyalar olib borganimizda mahsulotni tozalash va ajratish jarayonida yoʻqotishlarga uchraymiz. Qoʻshimcha tozalash bosqichlarida siz 10% mahsulotiningizni yoʻqotishga koʻz yumishingiz mumkin, zero koʻproq miqdordagi toza mahsulotdan kamroq miqdordagi juda toza mahsulot olish afzalroqdir.
Reaksiyamizni yaxshi va tartibli olib borishimizga qaramasdan, reagentlar biz kutmagan va xohlamagan holda usullarda reaksiyaga kirishib, biz xohlamagan mahsulotlarni hosil qilishi mumkin, bu kabi reaksiyalar yondosh reaksiyalar deb ataladi. Mahsulotimizning amaldagi miqdori reagent va mahsulotning barqarorligi, ishlatilgan moddaning tozalik darajasi yoki havoning nisbiy namligi kabi omillar taʼsirida kamayishi mumkin. Baʼzan reaksiyada sizning boshlangʻich moddalaringizning barchasi sarflanib, lekin mahsulot hosil boʻlmasligi ham mumkin. Imkoniyatlar cheksiz!
Kimyogarlar mahsulotning amaldagi miqdori uning nazariy miqdoridan kam boʻlishini bilishadi, shuning uchun biz mahsulotning amaliy miqdorini nazariy miqdoriga boʻlib, mahsulot unumini topamiz. Bu nisbat laboratoriya va ishlab chiqarishda juda katta ahamiyatga ega. Mahsulot unumi quyidagi formula orqali topiladi:
Mahsulot unumi foizlarda ifodalangani sababli olayotgan mahsulotingiz unumini noldan 100 gacha boʻlgan oraliqda kutishingiz mumkin. Agar mahsulot unumingiz 100 dan katta boʻlsa, notoʻgʻri hisoblagan yoki nimanidir xato oʻlchagan boʻlasiz.
3-misol. Mahsulotning nazariy miqdorini va unumini hisoblash
Quyidagi reaksiya cheklangan reagent boʻlgan 1,56 g start text, B, a, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript bilan amalga oshirildi. Reaksiya natijasida 1,82 g biz olishimiz kerak boʻlgan mahsulot start text, A, g, C, l, end text ajratib olindi.
Reaksiyaning mahsulot unumi qanchaga teng?
Dastlab reaksiya tenglashganini tekshiramiz. Ikkala tomonda ham atomlar soni teng, demak, reaksiya toʻgʻri tenglashtirilgan. Endi esa mahsulotning nazariy miqdorini hisoblaymiz.
1-bosqich. Cheklangan reagentning molini topish.
Cheklangan reagent boʻlgan start text, B, a, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript ning molyar massasidan foydalanib, uning molini topib olamiz:
2-bosqich. Mahsulotning molini hisoblash.
Tenglashtirilgan reaksiya tenglamasidagi stexiometrik koeffitsiyentlardan foydalanib biz necha mol start text, A, g, C, l, end text hosil boʻlishini topishimiz mumkin. Tenglashtirilgan tenglamaga koʻra 1 mol start text, B, a, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript dan 2 mol start text, A, g, C, l, end text hosil boʻlar ekan:
3-bosqich. Mahsulotning mollarini grammlarga oʻtkazish.
start text, A, g, C, l, end text ning mol miqdorini uning molekulyar ogʻirligidan foydalangan holda grammlarga oʻtkazib, mahsulotning grammlardagi nazariy miqdorini topishimiz mumkin:
Mahsulotning nazariy va amaliy miqdoridan foydalanib, quyidagi formula yordamida mahsulot unumini topishimiz mumkin:
Xulosa
Cheklangan reagent bu reaksiyada birinchi boʻlib sarflanadigan va qancha mahsulot hosil boʻlishini belgilaydigan reagent. Tenglashtirilgan reaksiya tenglamasidagi stexiometrik nisbatlardan foydalanib 1-misolda koʻrsatilgan usullar yordamida cheklangan reagentni topishimiz mumkin.
Cheklangan reagentni bilganimizdan soʻng, mahsulotning maksimal miqdorini topishimiz mumkin, bu mahsulotning nazariy miqdori deb ataladi. Mahsulotning amaldagi miqdori doimo nazariy miqdoridan kam boʻlgani sababli kimyogarlar mahsulotning tajribaviy va nazariy miqdorlari nisbatidan mahsulot unumini ham hisoblashadi.
Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?
Hozircha izohlar yoʻq.