Изчисляване на количеството на реакционния продукт, ако едно от веществата е в излишък
Много често при извършване на реакция между веществата се оказва, че единият реагент е реагирал напълно, а другият не. В този случай те казват, че напълно консумираното вещество е в недостиг, а веществото, което е останало, е в излишък. Тъй като излишъкът от реагент не участва в реакцията, количеството на продукта зависи само от количеството вещество, което е в недостиг.
Да предположим, че има реакция между веществата А и В, която протича в съответствие с уравнението:
За да се осъществи тази реакция, се вземат количество вещество A, равно на nA и количество вещество B, равно на nB. Можете да определите кое вещество е в излишък и кое е в недостиг, като сравните изразите:
В зависимост от това кой израз се оказва по-малък, съответно веществото ще бъде в недостиг.
След като се установи кое вещество е в недостиг, изчисленията се извършват по неговото количество, подобно на тези, разгледани в глава 4.3.
Пример за проблем за излишък и липса
Смес от 54 g алуминий и 80 g сяра се нагрява. Изчислете масата на образувания алуминиев сулфид.
Решение
Нека напишем уравнението на реакцията:
Нека изчислим количеството вещества алуминий и сяра:
n (Al) = m (Al)/M (Al) = 54/27 = 2 mol;
n (S) = m (S)/M (S) = 80/32 = 2,5 mol
За да разберем кое от първоначалните вещества е в недостиг, разделяме броя на моловете вещества на коефициенти пред тези вещества в уравнението и сравняваме изчислените изрази:
и n (S)/k (S) = 2,5/3 ≈ 0,833
Така сярата е в недостиг. По-нататъшни изчисления се правят по количеството сярно вещество.
Въз основа на реакционното уравнение
от това следва, че количеството на реагиралата сяра и алуминиевият сулфид, образувани в резултат на реакцията, са свързани с израза:
където 3 и 1 са коефициентите преди S и Al2S3, съответно. Следователно:
Следователно масата на алуминиевия сулфид ще бъде равна на:
Ако проблемът посочва масата на реагент, съдържащ примеси (mr-ta с коментар), първо трябва да изчислите масата на чист реагент без примеси (mr-ta). Ако се даде масата на реагента с примеси и се посочи масовата част на този реагент ωр-ta, тогава масата на чистия реагент се изчислява по формулата: