Вычисления по уравнениям химических реакций, если один из реагентов дан в избытке

Научиться определять вещество, взятое в избытке, и правильно выбирать его для расчётов по уравнению реакции.

В реальной химической практике реагенты редко смешивают в точных стехиометрических количествах. Чтобы получить максимум продукта или обеспечить полноту реакции, одно вещество специально берут в избытке. Умение учитывать избыток позволяет предсказывать реальный выход продукта и экономить ресурсы.

• В химическом уравнении коэффициенты показывают, в каких молярных соотношениях реагируют вещества.
• Если количества реагентов не соответствуют стехиометрическому соотношению, то одно вещество окажется в избытке, а другое — в недостатке.
• Расчёт количества продукта всегда ведут по веществу, которое находится в недостатке, так как оно расходуется полностью.
• Вещество, взятое в избытке, после реакции остаётся в реакционной смеси.
• Для определения избытка сравнивают фактические молярные количества реагентов с их стехиометрическими коэффициентами.
• Расчёт по уравнению включает перевод масс или объёмов в количество вещества (моль).
• Если оба реагента взяты в стехиометрическом соотношении, то избытка нет, и расчёт можно вести по любому из них.

Избыток реагента

Вещество, которое взято в количестве большем, чем требуется по уравнению реакции для полного взаимодействия с другим реагентом.

Недостаток реагента

Вещество, которое взято в количестве меньшем, чем требуется по уравнению, и поэтому расходуется полностью.

Стехиометрическое количество

Количество вещества (в молях), которое точно соответствует коэффициентам в уравнении реакции.

Молярное соотношение

Отношение количеств веществ, участвующих в реакции, определяемое коэффициентами уравнения.

• Для определения избытка нужно сначала перевести массы (или объёмы) реагентов в количество вещества по формуле n = m/M (или n = V/Vm).
• Сравнивают отношения n(реагента)/коэффициент в уравнении: у какого реагента это отношение меньше, тот и в недостатке.
• Расчёт продукта ведут по количеству вещества реагента, находящегося в недостатке, используя пропорцию из уравнения.
• Если в условии даны массы двух реагентов, то один из них почти всегда будет в избытке.
• При решении задачи обязательно нужно указать, какое вещество взято в избытке, иначе расчёт будет неверным.

1. Пример 1случай
   • Если смешать 10 г цинка и 10 г соляной кислоты, то цинк, скорее всего, окажется в избытке, и часть его не прореагирует, а водород выделится только в количестве, определяемом кислотой
2. Пример 2случай
   • При горении угля на воздухе кислород всегда в избытке, поэтому уголь сгорает полностью, и расчёт углекислого газа ведут по массе угля
3. Пример 3случай
   • В реакции нейтрализации, если взять больше кислоты, чем нужно, то после реакции раствор будет кислым, а расчёт соли ведут по количеству щёлочи

• В промышленности часто специально берут один реагент в избытке, чтобы сместить равновесие в сторону продукта (например, в производстве аммиака).
• В быту, когда вы тушите соду уксусом, уксус обычно берут в избытке, чтобы вся сода прореагировала и не осталось её привкуса в выпечке.

• При проведении реакций с избытком одного из реагентов всегда помните о правилах работы с кислотами и щелочами: используйте защитные очки и перчатки.
• Если в реакции выделяется газ, проводите её в хорошо проветриваемом помещении или под тягой.

• Расчёты по химическим уравнениям (урок 20)
• Количество вещества. Моль. Молярная масса
• Закон Авогадро. Молярный объём газов