主な違い - 制限試薬と過剰試薬
化学試薬は、化学反応を起こすために必要な化学種です。この試薬化合物は、反応の進行中に消費される場合と消費されない場合があります。この試薬が反応中に消費される場合、それは反応物と呼ばれます。制限試薬および過剰試薬という用語は、反応中のこれらの試薬の消費を表します。制限試薬は、反応の最後に得られる生成物の量を常に決定します。言い換えれば、制限試薬は生成物の形成を制限します。制限試薬と過剰試薬の主な違いは、反応混合物中に存在する制限試薬の量が過剰試薬の量よりも少ないことです。
対象となる主な分野
1.制限試薬とは
– 定義、化学反応への影響、例
2.過剰試薬とは
– 定義、化学反応への影響、例
3.制限試薬と過剰試薬の関係
– 試薬と過剰試薬の制限
4.制限試薬と過剰試薬の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:過剰試薬、制限試薬、反応物、試薬 
制限試薬とは
制限試薬は、生成物の形成を制限する特定の化学反応の反応物です。したがって、制限試薬は、反応の完了後に形成される生成物の量を決定します。
制限試薬は反応中に完全に消費されます。したがって、制限試薬と生成物との間の化学量論的関係を調べることによって、生成される生成物の量を決定できます。反応は、制限試薬が完全に消費された後に終了します。これは、反応混合物に反応物の 1 つが欠けているためです。
特定の反応の制限試薬は、簡単な計算を使用して決定できます。そうでない場合は、反応物のモル数と、バランスの取れた化学式によって得られる化学量論関係を調べるだけで決定できます。
反応の制限試薬を決定する方法
この方法を理解するための例を考えてみましょう.
例:塩化ナトリウムと水を生成する NaOH (0.40 g) と HCl (0.1 M、10.00 mL) の反応を考えてみましょう。
<オール>NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(g) + H2 O(l)
- 反応混合物中の各反応物のモル数を計算します。
存在する NaOH の量 =0.40 g / 40 gmol
=1 x 10mol
存在する HCl の量 =0.1 molL x 10.00 x 10 L
=1 x 10mol
- 反応物と生成物の化学量論的関係を決定する
NaOH :HCl :NaCl =1 :1 :1
- 各反応物によって生成できる生成物の量を計算します。少量の生成物を与える反応物が制限試薬です。
- NaOH によって生成される NaCl の量;
NaOH :NaCl =1 :1
1 x 10mol :NaCl =1 :1
NaCl =1 x 10mol
- HCl によって生成された NaCl の量;
HCl :NaCl 1 :1
1 x 10mol :NaCl =1 :1
NaCl 1 x 10mol
HCl は NaOH より生成物の量が少ないため、HCl が制限試薬です。
過剰試薬とは
過剰な試薬は、反応混合物に過剰に存在する反応物です。この試薬の一部は、反応の完了後に存在します。過剰な試薬は、反応の開始時、反応の進行時、および反応の終了時に観察できます。
過剰試薬の概念は、特定の化合物に存在する未知の量の成分の量を決定するのに役立ちます。たとえば、滴定法では、未知の化合物と反応する試薬を過剰に追加することができ、試薬の一部は反応の完了後に残ります。次に、適切な試薬で滴定することにより、過剰な試薬の量を決定できます。過剰に使用された試薬の量がわかっているので、未知の成分と反応した試薬の量を決定できます。これを逆滴定法といいます。例を考えてみましょう。
例:サンプル溶液 (10.00 mL) は未知の量の Ni イオンで構成されています。このサンプルに過剰量の EDTA (0.1 M、15.00 mL) 溶液を追加します。 EDTA は Ni と 1:1 の比率で反応します。サンプル中に存在する過剰な EDTA の量は、EBT 指示薬および pH 10 緩衝液の存在下で標準 Mg 溶液 (0.1 M) を使用して決定できます。次に、過剰な EDTA と反応した Mg の量を計算する必要があります。サンプルに添加された EDTA の総量がわかるので、Ni イオンと反応した EDTA の量を計算できます。比率 1:1 を使用して、元のサンプルに存在する Ni の量を決定できます。この反応では、Ni が反応の制限反応物です。
制限試薬と過剰試薬の関係
実際の反応混合物 (理想的な反応混合物ではない) には、常に制限試薬と過剰試薬があります。これは、反応物がそれらの間の化学量論的関係に従って互いに反応するためです。しかし、場合によっては、反応中にすべての反応物が消費されます。そのような場合、試薬の制限や過剰はありません。
制限試薬と過剰試薬の違い
定義
制限試薬: 制限試薬は、生成物の形成を制限する特定の化学反応の反応物です。
余剰試薬: 過剰な試薬は、反応混合物に過剰に存在する反応物です。
消費
制限試薬: 制限試薬は反応中に完全に消費されます。
余剰試薬: 反応中に余分な試薬が完全に消費されるわけではありません。
反応終了時の存在
制限試薬: 制限試薬は、反応の終わりには存在しません。
余剰試薬: 反応の終わりには、いくらかの余分な試薬が存在します。
製品への影響
制限試薬: 制限試薬は、反応から形成される生成物の量を制限します。
余剰試薬: 過剰な試薬は、化学反応から形成される生成物には影響しません。
結論
化学反応の制限試薬は、化学反応中に形成される生成物の量を決定する上で非常に重要です。過剰な試薬は最終生成物には影響しませんが、逆滴定法では重要です。どちらも反応物ですが、両者にはいくつかの違いがあります。制限試薬と過剰試薬の主な違いは、反応混合物中に存在する制限試薬の量が過剰試薬の量よりも少ないことです。
