4.3.5. Изчисления на масата (обем, количество вещество) на реакционните продукти, ако едно от веществата е дадено в излишък (има примеси).

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:

Ако вместо масовата част на чисто вещество е дадена масовата част на примесите, като се вземе предвид, че:

можем да напишем, че:

Пример за проблем за изчисляване на количеството на продукта, като се знае масата на реагента с примеси

Какъв обем въглероден диоксид (n.u.) ще се отдели, когато излишък от солна киселина въздейства върху техническия калциев карбонат с тегло 150 g, съдържащ 10% некарбонатни примеси.

Решение:

Нека напишем уравнението на взаимодействието на калциевия карбонат със солната киселина:

Масовата част на примесите в техническия калциев карбонат е 10%, което означава, че масовата част на чистия калциев карбонат ще бъде:

ω (CaCO3) = 100% - ω (приблизително) = 100% - 10% = 90%.

Масата на чист калциев карбонат ще бъде равна на:

m (CaCO3) = ω (CaCO3) ∙ m (технология CaCO3)/100% = 90% ∙ 150 g/100% = 135 g,

Следователно количеството на калциевото карбонатно вещество е:

n (CaCO3) = m (CaCO3)/M (CaCO3) = 135 g/100 g/mol = 1.35 mol

Според реакционното уравнение:

Количествата вещества калциев карбонат и въглероден диоксид са равни (същите коефициенти в уравнението), следователно:

След това, знаейки, че един мол от който и да е газ при нормални условия заема обем от 22,4 литра, можем да изчислим обема на отделяния CO2:

V (CO2) = n (CO2) ∙ Vm = 1,35 mol ∙ 22,4 l/mol = 30,24 l

Трябва да знаеш:

Решаване на USE задачи от банката FIPI (29)
Теория за подготовка за изпита (57)
Решаване на реални USE задачи във формата на 2018 г. (44)
Полезни справочни материали за изпита (7)
Тематични задачи за подготовка за изпита (44)
Възможности за обучение за подготовка за изпита (6)

Пълна подготовка за изпита

Заявление за класове

Вашите предложения

Правила за повторно отпечатване на информация от сайта Science for you

Имате право да използвате свободно всеки документ за собствени цели, при спазване на следните условия:

3. Съдържанието на урока или статията при повторно отпечатване не трябва да се променя. Всички уроци и статии, публикувани на сайта, трябва да бъдат препечатани такива, каквито са. Не можете да изрязвате, коригирате или по друг начин да променяте материали, взети от сайта.