コア コンセプト – 反応物を制限する:
このチュートリアルでは、制限試薬とは何か、制限反応物を見つける方法を学び、問題の例をいくつか見ていきます。
制限試薬とは?
制限反応物は、化学反応で完全に消費される試薬 (化合物または元素) です。反応物を制限することは、何も残っていないため、反応が継続するのを妨げるものでもあります.制限反応物は、制限試薬または制限剤と呼ばれることもある。使い切られなかった反応物は余剰反応物と呼ばれます。
たとえば、2 枚のパン、1 切れのトマト、1 切れの肉を組み合わせてハンバーガーを作ろうとしているとします。反応は
トマト 1 個 + 肉 1 個 + パン 2 個 –> ハンバーガー 1 個
トマトが 3 個、肉が 2 個、パンが 6 個あります。
組み合わせてサンドイッチにする場合、最初に不足するのは肉です。ハンバーガーを 2 つ作るのに十分な肉しかありませんが、ハンバーガーを 3 つ作るのに十分なトマトとパンがあります。肉は最初に使い切る食材です。パンとトマトは過剰であるため、過剰反応物と呼ばれます。同じ考えが化学反応にも当てはまります。
方程式のバランスを完全にとるために必要な数の分子を常に正確に追加できるとは限らないため、制限試薬を見つけることができることが重要です。多くの場合、1 つの試薬が余分に追加されます。これは、安価なため、より高価な試薬が完全に使い果たされていることを確認するためです.
制限反応物から、理論収量も計算できます。理論収量は、制限試薬から形成できる生成物の最大量です。ただし、反応の実際の収率は、ほとんどの場合、理論上の収率よりも低くなります。これが、理論上の収量と実際の収量を比較するためにパーセント収量が計算される理由です。
制限反応物を見つける方法
制限試薬を見つける方法はいくつかあります。鍵の 1 つは、常にバランスのとれた化学反応から始めることです。また、重量（つまりグラム）ではなく、常にモル量を比較することも不可欠です。制限試薬の決定にはモルのみが機能します。これは、分子がいくつあるかを示すためです。
方法 1 - 生産された製品の比較
この方法を実行するために、アンモニアを生成する窒素と水素の反応を考えます。
N2 + H2 –> NH3
<オール>N2 + 3 H2 –> 2 NH3
2. 化学量論を使用して、与えられた量を各試薬のモル数に変換します。
3. 各試薬について、生成される生成物のモル数を計算します。
4. 最小量の生成物を生成する試薬が制限試薬です。
0.72mol NH3 (N2 から )> 0.39 mol NH3 (H2 から )
したがって、H2 は制限試薬です
方法 2 - 利用可能な試薬の比較
N2 + H2 –> NH3
- バランスの取れた化学式から始める
1 N2 + 3 H2 –> 2 NH3
2. 与えられた量 (例えばグラム単位) を各試薬のモル数に変換します。
3. モル比を使用して、製品 A の量を必要な製品 B の量に変換します。
4. 計算された B の量が実際の B の量よりも多い場合は、B が制限反応物であることを意味します。計算された量が実際の量よりも少ない場合、B は制限試薬ではありません。
B の計算量 =1.08 モル H2
B の実際の量 =0.59 モル H2
1.08 mol> 0.59 mol H2 なので 私たちはH2を知っています は、この問題でアンモニアを生成する際の制限試薬です。
すべての方法は、化学式のバランスをとってから、すべての量をモルに変換することから始まることに注意してください。次に、形成された生成物または必要な試薬の量のモル比を比較します。
制限試薬の見つけ方の問題例
問題:H2 が 0.4 g あります O2 1.8 g 水を作る。水を生成する際の制限反応物はどれですか?
解決策:
化学反応のバランスを取ることから始めてください。
2 H2 + 1 O2 –> 2 H2 O
グラムで与えられた量をモルに変換してください。
各試薬によって生成される生成物の量を計算します
生成された製品の量を比較して、どちらが少ないかを確認してください。
上記の結果は、酸素 (O2 ) より多くの水 (H2 O) は水素 (H
