Exemple de problème de réactif limitant

Une équation chimique équilibrée montre les quantités molaires de réactifs qui réagiront ensemble pour produire des quantités molaires de produits. Dans le monde réel, les réactifs sont rarement réunis avec la quantité exacte nécessaire. Un réactif sera complètement épuisé avant les autres. Le réactif utilisé en premier est appelé réactif limitant. Les autres réactifs sont partiellement consommés lorsque la quantité restante est considérée "en excès". Cet exemple de problème illustre une méthode pour déterminer le réactif limitant d'une réaction chimique.

Exemple de problème

L'hydroxyde de sodium (NaOH) réagit avec l'acide phosphorique (H₃PO₄) pour former du phosphate de sodium (Na₃PO₄) et de l'eau (H₂O) par la réaction:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3 H₂O (l)

Si 35,60 grammes de NaOH réagissent avec 30,80 grammes de H₃PO₄,

• une. Combien de grammes de Na₃PO₄ sont formés?
• b. Quel est le réactif limitant?
• c. Combien de grammes de l'excès de réactif restent lorsque la réaction est terminée?

Informations utiles:

• Masse molaire de NaOH = 40,00 grammes
• Masse molaire de H₃PO₄ = 98,00 grammes
• Masse molaire de Na₃PO₄ = 163,94 grammes

Solution

Pour déterminer le réactif limitant, calculez la quantité de produit formé par chaque réactif. Le réactif qui produit le moins de produit est le réactif limitant.

Pour déterminer le nombre de grammes de Na₃PO₄ formé:

• grammes Na₃PO₄ = (grammes de réactif) x (mole de réactif / masse molaire de réactif) x (rapport molaire: produit / réactif) x (masse molaire de produit / produit molaire)

Quantité de Na₃PO₄ formé de 35,60 grammes de NaOH

• grammes Na₃PO₄ = (35,60 g NaOH) x (1 mol NaOH / 40,00 g NaOH) x (1 mol Na₃PO₄/ 3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• grammes de Na₃PO₄ = 48,64 grammes

Quantité de Na₃PO₄ formé de 30,80 grammes de H₃PO₄

• grammes Na₃PO₄ = (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98,00 grammes H₃PO₄) x (1 mol de Na₃PO₄/ 1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• grammes Na₃PO₄ = 51,52 grammes

L'hydroxyde de sodium a formé moins de produit que l'acide phosphorique. Cela signifie que l'hydroxyde de sodium était le réactif limitant et 48,64 grammes de phosphate de sodium sont formés.

Pour déterminer la quantité de réactif en excès restant, la quantité utilisée est nécessaire.

• grammes de réactif utilisé = (grammes de produit formé) x (1 mole de produit / masse molaire de produit) x (rapport molaire de réactif / produit) x (masse molaire de réactif)
• grammes de H₃PO₄ utilisé = (48,64 grammes de Na₃PO₄) x (1 mol de Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• grammes de H₃PO₄ utilisé = 29,08 grammes

Ce nombre peut être utilisé pour déterminer la quantité restante de réactif en excès.

• Grammes H₃PO₄ restant = grammes initiaux H₃PO₄ - grammes H₃PO₄ utilisé
• grammes H₃PO₄ restant = 30,80 grammes - 29,08 grammes
• grammes H₃PO₄ restant = 1,72 grammes

Répondre

Lorsque 35,60 grammes de NaOH réagissent avec 30,80 grammes de H₃PO₄,

• une. 48,64 grammes de Na₃PO₄ sont formés.
• b. NaOH était le réactif limitant.
• c. 1,72 grammes de H₃PO₄ rester à l'achèvement.