واكنشگر محدودكننده و واكنشگر اضافي
در صورتيكه مواد اوليهي يك واكنش به همان نسبتي كه در معادلهي موازنه شدهي واكنش حضور دارند با هم مخلوط شوند يا به عبارتي نسبت تعداد مول آنها برابر نسبت ضرايب آنها در معادلهي موازنه شدهي واكنش باشد، با فرض كامل بودن واكنش مواد اوليه تماماً مصرف خواهند شد و از هيچ يك اضافه نخواهد آمد. در صورتي كه نسبت تعداد مول مواد اوليه همان نسبت ضرايب آنها در معادلهي موازنه شده واکنش باشد، ميگوييم مواد اوليه به نسبت مقادير استوكيومتري با هم مخلوط شدهاند. در غير اينصورت مواد اوليه به نسبت استوكيومتري با هم مخلوط نشدهاند و حتي با فرض كامل بودن واكنش تماماً مصرف نميشوند و از برخي واكنشگرها اضافه ميآيد. در اينصورت به واكنشگري كه به مقدار كمتري از مقدار مورد نياز براي واكنش با ساير مواد حضور دارد، واکنشگر محدود كننده ميگويند كه با فرض كامل بودن واكنش تماماً مصرف ميشود و اضافه نميآيد. در حالیکه به واكنشگري كه به مقدار بيشتر از مقدار موردنياز براي واكنش با ساير مواد حضور دارد، واكنشگر اضافي ميگويند كه حتي با فرض كامل بودن واكنش تماماً مصرف نميشود و از آن اضافه ميآيد. در صورتيكه مواد اوليه به نسبت مقادير استوكيومتري با هم مخلوط نشده باشند و واكنشگر محدود كننده داشته باشيم، مقدار محصولات توليد شده براساس واكنشگر محدود كننده محاسبه ميشود. براي تشخيص اينكه مواد اوليه به نسبت مقادير استوكيومتري با هم مخلوط شدهاند يا نه، نسبت تعداد مول هر ماده به ضريبش در معادلهي شيميايي را به دست ميآوريم. در صورتيكه نسبتها با هم برابر باشند، مواد اوليه به نسبت مقادير استوكيومتري با هم مخلوط شدهاند، در غير اينصورت مادهي اوليه ای كه نسبت تعداد مول به ضريب كمتري دارد، واكنشگر محدود كننده و مابقي واكنشگر اضافي خواهند بود.
مثال: در واكنش سوختن كامل پروپان ، پروپان با اكسيژن واكنش ميدهد و به عنوان محصولات و توليد ميكند. در يك آزمايش پروپان را با 500 g اكسيژن مخلوط مينماييم و با استفاده از يك جرقهي الكتريكي آنها را وادار به واكنش كامل با هم ميكنيم.(H=1,C=12,O=16)
الف) معادلهي موازنه شدهي سوختن كامل پروپان را بنويسيد.
ب) در آزمايش انجام شده مواد اوليه به نسبت مقادير استوكيومتري با هم مخلوط شدهاند يا نه؟ اگر نه، واكشنگر محدود كننده و اضافي را و همچنين مقدار واكنشگر اضافي را با فرض كامل بودن واكنش به دست آوريد.
ج) چند گرم و چند مول توليد خواهد شد؟
حل:
الف)
ب) نسبت تعداد مول هر ماده به ضريبش در معادلهي شيميايي را به دست ميآوريم:
چون نسبت تعداد مول به ضريب برای مواد شرکت کننده در واکنش برابر نیست، مواد اوليه به نسبت مقادير استوكيومتري با هم مخلوط نشدهاند. چون نسبت تعداد مول به ضريب برای کمتر است، واكنشگر محدود كننده و واكنشگر اضافي است. برای تعیین مقدار اضافی اکسیژن، مقدار اکسیژن لازم برای واکنش با موجود را بدست می آوریم و از مقدار اکسیژن کل می کنیم:
ج)
*****
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
**************************************************
سایت: www.youngchemist.com
مولف: محمد شاهی
نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com
**************************************************
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||