REAGEN PEMBATAS DAN KELEBIHAN: CARA MENGHITUNG DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The reagen pembatas adalah salah satu yang benar-benar dikonsumsi dan menentukan berapa banyak massa produk yang terbentuk dalam reaksi kimia; sedangkan reagen yang berlebihan adalah reagen yang tidak bereaksi sepenuhnya setelah mengkonsumsi reagen pembatas.

Dalam banyak reaksi, reagen yang berlebih dicari untuk memastikan bahwa semua reagen yang diinginkan bereaksi. Sebagai contoh, jika A bereaksi dengan B untuk menghasilkan C, dan diinginkan bahwa A bereaksi sepenuhnya, kelebihan B ditambahkan.Namun, sintesis, dan kriteria ilmiah dan ekonomi, adalah yang menentukan apakah kelebihan A sesuai. atau B.

Cairan Penelitian Laboratorium Kimia Kimia

Reagen pembatas menentukan jumlah produk yang dapat dibentuk dalam reaksi kimia. Oleh karena itu, jika diketahui berapa banyak A yang bereaksi, maka segera ditentukan berapa banyak C yang terbentuk.Reagen yang berlebih tidak pernah menunjukkan jumlah produk yang terbentuk.

Bagaimana jika A dan B dikonsumsi dalam reaksi? Kemudian kita berbicara tentang campuran ekuimolar A dan B. Dalam prakteknya, bukanlah tugas yang mudah untuk memastikan bahwa ada jumlah mol yang sama atau ekivalen dari semua reaktan; Dalam hal ini, salah satu dari keduanya, A atau B, dapat digunakan untuk menghitung jumlah C.

Bagaimana reaktan pembatas dan kelebihan dihitung?

Ada banyak cara untuk mengidentifikasi dan menghitung jumlah reagen pembatas yang dapat terlibat dalam reaksi. Setelah dihitung, reagen lainnya berlebih.

Metode yang memungkinkan untuk mengidentifikasi reagen pembatas, berdasarkan perbandingan proporsi reagen dengan rasio stoikiometri, adalah yang dijelaskan di bawah ini.

Metode 1

Reaksi kimia dapat diuraikan sebagai berikut:

aX + bY => cZ

Dimana X, Y dan Z mewakili jumlah mol masing-masing reaktan dan produk. Sementara itu, a, b, dan c mewakili koefisien stoikiometri yang dihasilkan dari kesetimbangan kimiawi reaksi.

Jika hasil bagi (X / a) dan hasil bagi (Y / b) diperoleh, reaktan dengan hasil bagi lebih rendah adalah reaktan pembatas.

Ketika rasio yang ditunjukkan dihitung, hubungan antara jumlah mol yang ada dalam reaksi (X, Y dan Z) dan jumlah mol yang terlibat dalam reaksi ditetapkan, yang diwakili oleh koefisien stoikiometri reaktan (a dan b).

Oleh karena itu, semakin rendah hasil bagi yang ditunjukkan untuk suatu pereaksi, semakin besar defisit pereaksi tersebut untuk menyelesaikan reaksi; dan oleh karena itu, ini adalah reagen pembatas.

Contoh

SiO ₂ (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO ₂ (g)

3 g SiO ₂ (silikon oksida) direaksikan dengan 4,5 g C (karbon).

Tahi Lalat SiO ₂

Massa = 3 g

Berat molekul = 60 g / mol

Jumlah mol SiO ₂ = 3g / (60g / mol)

0,05 mol

Jumlah mol C

Massa = 4,5 g

Berat atom = 12 g / mol

Jumlah mol C = 4,5 g / (12g / mol)

0,375 mol

Hasil bagi antara jumlah mol reaktan dan koefisien stoikiometri:

Untuk SiO ₂ = 0,05 mol / 1 mol

Hasil Bagi = 0,05

Untuk C = 0,375 mol / 3 mol

Hasil Bagi = 0,125

Dari hasil perbandingan nilai quotients dapat disimpulkan reaktan pembatas adalah SiO ₂ .

Metode 2

Pada reaksi sebelumnya, massa SiC dihitung, ketika 3 g SiO ₂ digunakan dan 4,5 g C digunakan.

(3 g SiO ₂ ) x (1 mol SiO ₂ /60 g SiO ₂ ) x (1 mol SiC / 1 mol SiO ₂ ) x (40 g SiC / SiC 1 mol) = 2 g SiC

(4,5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

Jadi, lebih SiC (silikon karbida) akan diproduksi jika reaksi terjadi dengan mengkonsumsi semua karbon dari jumlah yang dihasilkan dengan mengkonsumsi semua SiO ₂ . Kesimpulannya, SiO ₂ adalah reagen pembatas, karena ketika semua kelebihan C dikonsumsi, lebih banyak SiC yang akan dihasilkan.

Contoh

-Contoh 1

0,5 mol aluminium direaksikan dengan 0,9 mol Klor (Cl ₂ ) untuk membentuk aluminium klorida (AlCl ₃ ): Berapakah reaktan pembatas dan berapa reaktan berlebih? Hitung massa reagen pembatas dan kelebihan reagen

2 Al (s) + 3 Cl ₂ (g) => 2 AlCl ₃ (s)

Metode 1

Hasil perhitungan antara mol reaktan dan koefisien stoikiometri adalah:

Untuk aluminium = 0,5 mol / 2 mol

Hasil bagi aluminium = 0,25

Untuk Cl ₂ = 0,9 mol / 3 mol

Cl ₂ hasil bagi = 0,3

Kemudian reagen pembatasnya adalah aluminium.

Kesimpulan serupa dicapai jika mol klorin yang dibutuhkan untuk bergabung dengan 0,5 mol aluminium ditentukan.

Mol Cl ₂ = (0,5 mol A) x (3 mol Cl ₂ /2 mol A)

0,75 mol Cl ₂

Kemudian ada kelebihan Cl ₂ : 0,75 mol dibutuhkan untuk bereaksi dengan aluminium, dan ada 0,9 mol. Oleh karena itu, terdapat kelebihan 0,15 mol Cl _2.

Dapat disimpulkan bahwa reagen pembatas adalah aluminium

Perhitungan massa reaktan

Membatasi massa reagen:

Massa aluminium = 0,5 mol Al x 27 g / mol

13.5 g.

Massa atom Al adalah 27g / mol.

Massa reagen berlebih:

0,15 mol Cl ₂ tersisa

Massa kelebihan Cl ₂ = 0,15 mol Cl ₂ x 70 g / mol

10.5 g

-Contoh 2

Persamaan berikut mewakili reaksi antara perak nitrat dan barium klorida dalam larutan air:

2 AgNO ₃ (aq) + BaCl ₂ (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO ₃ ) ₂ (aq)

Menurut persamaan ini, jika larutan yang mengandung 62,4 g AgNO ₃ dicampur dengan larutan yang mengandung 53,1 g BaCl ₂ : a) Apa reagen pembatasnya? b) Berapa banyak reaktan yang tetap tidak bereaksi? c) Berapa gram AgCl yang terbentuk?

Berat molekul:

-AgNO ₃ : 169,9 g / mol

-BaCl ₂ : 208,9 g / mol

-AgCl: 143,4 g / mol

-Ba (NO ₃ ) ₂ : 261,9 g / mol

Metode 1

Untuk menerapkan Metode 1, yang memungkinkan identifikasi pereaksi pembatas, perlu ditentukan jumlah mol AgNO ₃ dan BaCl _{2 yang} ada dalam reaksi.

Tahi Lalat AgNO ₃

Berat molekul 169,9 g / mol

Massa = 62,4 g

Jumlah mol = 62,4 g / (169,9 g / mol)

0,367 mol

Tahi Lalat BaCl ₂

Berat molekul = 208,9 g / mol

Massa = 53,1 g

Jumlah mol = 53,1 g / (208,9 g / mol)

0,254 mol

Penentuan kuosien antara jumlah mol reaktan dan koefisien stoikiometri mereka.

Untuk AgNO ₃ = 0,367 mol / 2 mol

Hasil Bagi = 0,184

Untuk BaCl ₂ = 0,254 mol / 1 mol

Hasil Bagi = 0,254

Berdasarkan Metode 1, nilai rasio memungkinkan untuk mengidentifikasi AgNO ₃ sebagai reagen pembatas.

Perhitungan massa reagen berlebih

Keseimbangan stoikiometri reaksi menunjukkan bahwa 2 mol AgNO ₃ bereaksi dengan 1 mol BaCl _2.

Mol bacl ₂ = (0,367 mol AgNO ₃ ) x (1 mol bacl ₂ /2 mol AgNO ₃ )

0,1835 mol BaCl ₂

Dan mol BaCl ₂ yang tidak ikut campur dalam reaksi, yaitu berlebih, adalah:

0,254 mol - 0,1835 mol = 0,0705 mol

Massa BaCl ₂ berlebih:

0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g

Ringkasan:

Reagen berlebih: BaCl ₂

Massa berlebih: 14,72 g

Penghitungan gram AgCl yang dihasilkan dalam reaksi

Untuk menghitung massa produk, perhitungan dilakukan berdasarkan reagen pembatas.

g AgCl = (62,4 g AgNO ₃ ) x (1 mol AgNO ₃ / 169,9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO ₃ ) x (142,9 g / mol AgCl)

52,48 g

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
2. Flores J. (2002). Kimia. Editorial Santillana
3. Wikipedia. (2018). Reagen pembatas: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21 Agustus 2018). Membatasi Reagen. Kimia LibreTexts. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
5. Contoh Reagen Pembatas Stoikiometri. Diperoleh dari: chemteam.info
6. Universitas Washington. (2005). Membatasi Reagen. Diperoleh dari: chemistry.wustl.edu