If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

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?
Beshta sosiska va toʻrtta hotdog nonining reaksiyasidan toʻrtta hotdog hosil boʻladi va bitta sosiska ortib qoladi. Bu jarayonda hotdog noni cheklangan reagent va ortib qolgan bitta sosiska ortiqcha reagent boʻladi. Hosil boʻlgan toʻrtta hotdog mahsulotning nazariy miqdori hisoblanadi.
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 Al va 4,25 g Cl2 taʼsirlashsa, qaysi modda cheklangan reagent boʻladi?
2Al(q)+3Cl2(g)2AlCl3(q)
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.

Al va Cl2 larning molyar massalaridan foydalanib, ularning massalarini molga oʻtkazamiz:
Al ning mol miqdori=2,80g Al×1mol Al26,98g Al=1,04×101mol Al     (Al ning gramini Al ning moliga oʻtkazdik)
mol Cl2=4,25g Cl2×1mol Cl270,90g Cl2=5,99×102mol Cl2     (Cl2 ning massasini Cl2 ning moliga oʻtkazish)

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.
Amaldagi nisbat=Al ning mol miqdoriCl2 ning mol miqdori=1,04×101mol Al5,99×102mol Cl2=1,74mol Al1 mol Cl2
Amaliy nisbatga koʻra 1 mol Cl2 ga 1,74 mol Al toʻgʻri kelmoqda. Taqqoslash uchun tenglashtirilgan muvozanat tenglamadan stexiometrik nisbatni ham topib olamiz:
Stexiometrik nisbat=2mol Al3mol Cl2=0,67mol Al1mol Cl2
Bu Cl2 ning bir moli uchun 0,67 mol Al kerakligini anglatadi. Amaliy nisbat stexiometrik nisbatdan kattaroq boʻlgani sababli bizda Cl2 ning har bir moli bilan taʼsirlashishi uchun zarur boʻlgan miqdordan koʻra koʻproq Al bor. Shuning uchun Cl2 cheklangan reagent hisoblanadi va Al 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 Al ni cheklangan reagent deb olsak, Cl2 ning miqdorini quyidagicha hisoblaymiz:
Cl2 ning mol miqdori=1,04×101mol Al×3mol Cl22mol Al=1,56×101mol Cl2
Yuqoridagi hisob-kitoblarga koʻra Al haqiqatda cheklangan reagent boʻlsa, bizga 1,56×101mol Cl2 zarur boʻladi. Bizda esa 5,99×102mol Cl2 bor, bu 1,56×101mol Cl2 dan kamligi sababli Al dan oldin Cl2 tugab qolishini bildiradi. Demak, bizda Cl2 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 Al va 3 mol Cl2 reaksiyaga kirishib, 2 mol AlCl3 hosil qilishiga teng boʻladi, buni quyidagicha ifodalashimiz mumkin:
1reak-mol=2mol Al=3mol Cl2=2mol AlCl3
Yuqoridagi nisbatlardan foydalanib har bir moddaning molini reaksiya moliga oʻtkazib olamiz:
1,04×101mol Al×1reak-mol2mol Al=5,20×102reak-mol            (Al ni molini reak-molga oʻtkazib oldik)
5,99×102mol Cl2×1reak-mol3mol Cl2=2,00×102reak-mol        (Cl2 ning molini reak-molga oʻtkazdik)
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 Cl2 cheklangan reagent ekan, chunki 5,20×102reak-mol dan 2,00×102reak-mol kichik.

2-misol: mahsulotning nazariy miqdorini hisoblash

Endi biz cheklangan reagentni bilganimizdan soʻng, quyidagi savollarga javob berishda ushbu maʼlumotdan foydalanishimiz mumkin:
Cheklangan reagent boʻlgan Cl2 dan 4,25 g olib, reaksiyaga kirishtirsak, AlCl3 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 Cl2 dan 2 mol AlCl3 olishimiz mumkinligini koʻrsatmoqda. Demak, mahsulotning mollardagi nazariy miqdori quyidagicha
Mahsulotning mollardagi nazariy miqdori=5,99×102mol Cl2×2mol AlCl33mol Cl2=3,99×102mol AlCl3
Mahsulotning nazariy miqdori odatda massa birligida ifodalanadi, shuning uchun AlCl3 ning molini uning molekulyar massasidan foydalanib grammlarga aylantirib olamiz:
Mahsulotning grammlardagi nazariy miqdori=3,99×102mol AlCl3×133,33g AlCl31mol AlCl3=5,32g AlCl3

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.
Oʻgʻirlangan hotdog nonini ushlab turgan, niqob taqqan va yoʻl-yoʻl koʻylak kiygan oʻgʻri mushuk.
O, yoʻq, oʻgʻri mushuk hotdog nonini oʻgʻirladi! Endi biz amalda uchta hotdog tayyorlay olamiz. Agar mahsulotimizning nazariy miqdori toʻrtta tayyor hotdogga teng boʻlsa, mahsulotimizning unumi qanday boʻladi?
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=mahsulotning amaliy miqdorimahsulotning nazariy miqdori×100%
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 BaCl2 bilan amalga oshirildi. Reaksiya natijasida 1,82 g biz olishimiz kerak boʻlgan mahsulot AgCl ajratib olindi.
BaCl2(s.e)+2AgNO3(s.e)2AgCl(q)+Ba(NO3)2(s.e)
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 BaCl2 ning molyar massasidan foydalanib, uning molini topib olamiz:
1,56g BaCl2×1mol BaCl2208,3g BaCl2=7,49×103mol BaCl2

2-bosqich. Mahsulotning molini hisoblash.

Tenglashtirilgan reaksiya tenglamasidagi stexiometrik koeffitsiyentlardan foydalanib biz necha mol AgCl hosil boʻlishini topishimiz mumkin. Tenglashtirilgan tenglamaga koʻra 1 mol BaCl2 dan 2 mol AgCl hosil boʻlar ekan:
7,49×103mol BaCl2×2mol AgCl1mol BaCl2=1,50×102mol AgCl

3-bosqich. Mahsulotning mollarini grammlarga oʻtkazish.

AgCl ning mol miqdorini uning molekulyar ogʻirligidan foydalangan holda grammlarga oʻtkazib, mahsulotning grammlardagi nazariy miqdorini topishimiz mumkin:
1,50×102mol AgCl×143,2g AgCl1mol AgCl=2,15g AgCl
Mahsulotning nazariy va amaliy miqdoridan foydalanib, quyidagi formula yordamida mahsulot unumini topishimiz mumkin:
mahsulot unumi=amaliy miqdornazariy miqdor×100%=1,82g AgCl2,15g AgCl×100%=84,6%unum

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.