सीमा और अतिरिक्त अभिकर्मक: इसकी गणना कैसे करें और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

सीमित अभिकर्मक एक है कि पूरी तरह से सेवन किया जाता है और निर्धारित करता है कि उत्पादों की बहुत बड़े पैमाने पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया में बनते हैं; जबकि अभिकर्मक अधिक में एक है कि सीमित अभिकर्मक भस्म होने के बाद पूरी तरह से प्रतिक्रिया नहीं करता है।

कई प्रतिक्रियाओं में, अभिकर्मक की अधिकता यह सुनिश्चित करने के लिए देखी जाती है कि सभी अभिकर्मक ब्याज प्रतिक्रिया करता है। उदाहरण के लिए, यदि A C के उत्पादन के लिए B के साथ प्रतिक्रिया करता है, और यह वांछित है कि A पूरी तरह से प्रतिक्रिया करता है, तो B का एक अतिरिक्त जोड़ा जाता है। हालांकि, संश्लेषण, और वैज्ञानिक और आर्थिक मानदंड, यह तय करते हैं कि क्या A की अधिकता उचित है। या बी।

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सीमित अभिकर्मक उस उत्पाद की मात्रा निर्धारित करता है जिसे रासायनिक प्रतिक्रिया में बनाया जा सकता है। इसलिए, यदि यह जाना जाता है कि ए ने कितना प्रतिक्रिया व्यक्त की है, तो यह तुरंत निर्धारित किया जाता है कि सी का कितना गठन किया गया था। अतिरिक्त अभिकर्मक कभी भी गठित उत्पाद की मात्रा का खुलासा नहीं करता है।

यदि प्रतिक्रिया में A और B दोनों का सेवन किया जाए तो क्या होगा? फिर हम ए और बी के एक समान मिश्रण की बात करते हैं। हालांकि, यह सुनिश्चित करना एक आसान काम नहीं है कि सभी अभिकारकों के मोल्स या समकक्षों की समान संख्या है; इस मामले में, दोनों में से, A या B, C की मात्रा की गणना करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

कैसे सीमित और अतिरिक्त अभिकारकों की गणना की जाती है?

सीमित अभिकर्मक की मात्रा की पहचान और गणना करने के कई तरीके हैं जो प्रतिक्रिया में शामिल हो सकते हैं। एक बार गणना करने के बाद, अन्य अभिकर्मक अधिक मात्रा में होते हैं।

एक विधि जो पहचानने की अनुमति देती है जो कि स्टिमाइकोमेट्रिक अनुपात के साथ अभिकर्मकों के अनुपात की तुलना के आधार पर सीमित अभिकर्मक है, नीचे वर्णित एक है।

विधि 1

एक रासायनिक प्रतिक्रिया को निम्न तरीके से रेखांकित किया जा सकता है:

एएक्स + बीवाई => सीजेड

जहां X, Y और Z प्रत्येक अभिकारक और उत्पाद के मोल्स की संख्या का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस बीच, ए, बी और सी उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रियाओं का रासायनिक संतुलन होता है।

यदि भागफल (X / a) और भागफल (Y / b) प्राप्त होता है, तो निम्न भागफल के साथ अभिकारक सीमित अभिकारक होता है।

जब इंगित किए गए अनुपातों की गणना की जाती है, तो प्रतिक्रिया में मौजूद मोल्स की संख्या (एक्स, वाई और जेड) और प्रतिक्रिया में शामिल मोल्स की संख्या के बीच संबंध स्थापित किया जा रहा है, जो रिएक्टेंट्स (ए और बी) के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक द्वारा दर्शाया गया है।

इसलिए, अभिकर्मक के लिए संकेतित कम भागफल, प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए उस अभिकर्मक के घाटे से अधिक होता है; और इसलिए, यह सीमित अभिकर्मक है।

उदाहरण

SiO ₂ (s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO ₂ (g)

SiO _{2 के} 3 ग्राम (सिलिकॉन ऑक्साइड) 4.5 ग्राम C (कार्बन) के साथ प्रतिक्रिया करते हैं ।

SiO ₂ के मोल

मास = 3 ग्राम

आणविक भार = 60 ग्राम / मोल

SiO ₂ = 3G / (60g / mol) के मोल्स की संख्या

0.05 मोल

C के मोल्स की संख्या

मास = 4.5 ग्राम

परमाणु भार = 12 ग्राम / मोल

C = 4.5 g / (12g / mol) के मोल्स की संख्या

0.375 मोल

अभिकारकों के मोल्स की संख्या और उनके स्टोइकोमीट्रिक गुणांक के बीच का भागफल:

SiO ₂ = 0.05 mol / 1 mol के लिए

भाव = ०.०५

C = 0.375 मोल / 3 मोल के लिए

कोटेटिव = 0.125

कोटेशन के मूल्यों की तुलना से, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि सीमित अभिकारक SiO _{2 है} ।

विधि 2

पिछली प्रतिक्रिया में, SiC के द्रव्यमान की गणना की जाती है, जब SiO ₂ का 3 g का उपयोग किया जाता है और जब C का 4.5 g का उपयोग किया जाता है

(3 जी SiO ₂) एक्स (1 तिल SiO ₂ /60 ग्राम SiO ₂) एक्स (1 मोल सिक / 1 mol SiO ₂) x (40 ग्राम सिक / सिक 1 mol) = 2 जी सिक की

(4.5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

इसलिए, अधिक SiC (सिलिकॉन कार्बाइड) का उत्पादन किया जाएगा यदि प्रतिक्रिया सभी SiO ₂ का उपभोग करके उत्पादित कार्बन की तुलना में सभी राशि का उपभोग करती है । अंत में, SiO ₂ सीमित अभिकर्मक है, क्योंकि जब सभी अतिरिक्त C का उपभोग किया जाता है, तो अधिक SiC उत्पन्न होगा।

उदाहरण

-उदाहरण 1

एल्यूमीनियम क्लोराइड (AlCl ₃) बनाने के लिए 0.5 मोल एल्यूमीनियम के क्लोरीन (Cl ₂) के साथ प्रतिक्रिया की जाती है: सीमित अभिकारक क्या है और अतिरिक्त अभिकारक क्या है? सीमित अभिकर्मक के द्रव्यमान और अतिरिक्त अभिकर्मक की गणना करें

2 Al (s) + 3 Cl ₂ (g) => 2 AlCl ₃ (s)

विधि 1

अभिकारकों के मोल और स्टोइकोमीट्रिक गुणांक के बीच के भाग हैं:

एल्यूमीनियम के लिए = 0.5 मोल / 2 मोल

एल्यूमीनियम भागफल = 0.25

Cl ₂ = 0.9 मोल / 3 मोल के लिए

Cl ₂ भागफल = 0.3

तब सीमित अभिकर्मक एल्यूमीनियम है।

यदि एल्यूमीनियम के 0.5 मोल्स के साथ संयोजन के लिए आवश्यक क्लोरीन के मोल्स निर्धारित किए जाते हैं तो एक समान निष्कर्ष पर पहुंच जाता है।

Cl _{2 का} मोल = (A का 0.5 मोल) x (Cl ₂ का 3 मोल A का 2 मोल)

Cl _{2 के} 0.75 मोल

फिर सीएल ₂ की अधिकता है: एल्यूमीनियम के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए 0.75 मोल्स की आवश्यकता होती है, और 0.9 मोल्स मौजूद होते हैं। इसलिए, Cl ₂ के 0.15 मोल्स की अधिकता है _।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि सीमित अभिकर्मक एल्यूमीनियम है

अभिकारकों के द्रव्यमान की गणना

अभिकर्मक द्रव्यमान को सीमित करना:

अल्युमिनियम का द्रव्यमान = Al x 27 g / तिल का 0.5 मोल

13.5 ग्रा।

अल का परमाणु द्रव्यमान 27g / mol है।

अतिरिक्त अभिकर्मक का द्रव्यमान:

Cl _{2 के} 0.15 मोल रहे

अतिरिक्त Cl ₂ का द्रव्यमान = Cl ₂ x 70 g / mol का 0.15 मोल

10.5 ग्रा

-विस्तृत २

निम्न समीकरण जलीय घोल में सिल्वर नाइट्रेट और बेरियम क्लोराइड के बीच अभिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है:

2 AgNO ₃ (aq) + BaCl ₂ (aq) => 2 AgCl (s) + Ba (NO ₃) ₂ (aq)

इस समीकरण के अनुसार, अगर AgNO ₃ का 62.4g वाला घोल BaCl _{2 के} 53.1 g वाले घोल में मिलाया जाता है: a) सीमित अभिकर्मक क्या है? b) किसमें से कितने अभिकारक अप्रवर्तित रहते हैं? ग) AgCl के कितने ग्राम बने थे?

आणविक भार:

-अगनो ₃: 169.9 ग्राम / मोल

-ब्लैक ₂: 208.9 ग्राम / मोल

-अगला: 143.4 ग्राम / मोल

-बा (सं ₃) ₂: 261.9 ग्राम / मोल

विधि 1

विधि 1 को लागू करने के लिए, जो सीमित अभिकर्मक की पहचान की अनुमति देता है, प्रतिक्रिया में मौजूद AgNO ₃ और BaCl ₂ के मोल्स को निर्धारित करना आवश्यक है ।

अग्नि ₃ के मोल

आणविक भार 169.9 ग्राम / मोल

मास = 62.4 ग्राम

मोल्स की संख्या = 62.4 ग्राम / (169.9 ग्राम / मोल)

0.367 मोल

बाल ₂ का मोल

आणविक भार = 208.9 ग्राम / मोल

मास = 53.1 ग्राम

मोल्स की संख्या = 53.1 g / (208.9 g / mol)

0.254 मोल

अभिकारकों के मोल्स की संख्या और उनके स्टोइकोमीट्रिक गुणांक के बीच कोटर्स का निर्धारण।

अग्नो _{3 के लिए} = 0.367 मोल / 2 मोल

कोटेटिव = 0.184

BaCl ₂ = 0.254 मोल / 1 मोल के लिए

कोटेटिव = 0.254

विधि 1 के आधार पर, अनुपात का मान AgNO ₃ को सीमित अभिकर्मक के रूप में पहचानने की अनुमति देता है ।

अतिरिक्त अभिकर्मक के द्रव्यमान की गणना

प्रतिक्रिया के स्टोइकोमेट्रिक संतुलन से संकेत मिलता है कि AgNO ₃ के 2 मोल BaCl _{2 के} 1 मोल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं _।

BaCl के मोल ₂ = (Agno की 0.367 मोल ₃ एक्स) (1 मोल BaCl ₂ Agno के / 2 मोल ₃)

BaCl ₂ का 0.1835 मोल

और BaCl ₂ के मोल्स जो प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप नहीं करते थे, अर्थात, जो अधिक मात्रा में हैं, वे हैं:

0.254 मोल - 0.1835 मोल = 0.0705 मोल

अधिक में BaCl ₂ का द्रव्यमान:

0.0705 मोल x 208.9 ग्राम / मोल = 14.72 ग्राम

सारांश:

अतिरिक्त अभिकर्मक: BaCl ₂

अतिरिक्त द्रव्यमान: 14.72 ग्राम

प्रतिक्रिया में उत्पादित एग्लक्स के ग्राम की गणना

उत्पादों के द्रव्यमान की गणना करने के लिए, गणना सीमित अभिकर्मक के आधार पर की जाती है।

g AgCl = (62.4 g AgNO ₃) x (1 mOL AgNO ₃ / 169.9 g) x (2 mOL AgCl / 2 mol AgNO ₃) x (142.9 g / mOL AgCl)

52.48 जी

संदर्भ

1. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। (2008)। रसायन विज्ञान। (8 वां संस्करण।)। सेनगेज लर्निंग।
2. फ्लोर्स जे। (2002)। रसायन विज्ञान। शांतिलाना संपादकीय
3. विकिपीडिया। (2018)। सीमित अभिकर्मक: en.wikipedia.org
4. शाह एस। (21 अगस्त, 2018)। अभिकर्मकों को सीमित करना। रसायन शास्त्र LibreTexts। से पुनर्प्राप्त: chem.libretexts.org
5. Stoichiometry सीमित अभिकर्मक उदाहरण। से पुनर्प्राप्त: chemteam.info
6. वाशिंगटन विश्वविद्यालय। (2005)। अभिकर्मकों को सीमित करना। से पुनर्प्राप्त किया गया: रसायन विज्ञान ।ustl.edu