Reagente in eccesso
Come si determina il reagente in eccesso?
Alcune volte le reazioni si fanno avvenire usando quantità dei due reagenti uguali a quelle richieste dalla stechiometria della reazione.
In questi casi entrambi i reagenti si consumano completamente.
Ma non sempre è così.
Se, ad esempio, uno dei due reagenti è in eccesso rispetto ad un altro, al termine della reazione uno dei due reagenti si consuma completamente (reagente limitante), mentre parte dell'altro reagente rimane in eccesso (reagente in eccesso).
Come faccio a capire qual è il reagente in eccesso?
Consideriamo la generica reazione:
a A + b B → c C + d D
In cui:
a, b, c, d sono i coefficienti stechiometrici;
A, B sono i reagenti della reazione;
C, D sono i prodotti della reazione.
Inoltre supponiamo che siano:
na le moli di A
nb le moli di B
Per determinare quale tra A e B è il reagente in eccesso si procede nel seguente modo:
Si dividono le moli del reagente A per il coefficiente stechiometrico del reagente A:
na / a
Si dividono le moli del reagente B per il coefficiente stechiometrico del reagente B:
nb / b
Il valore più grande tra i due stabilisce il reagente in eccesso.
Come faccio a determinare quante moli del reagente in eccesso rimangono a fine reazione?
Una volta determinato quale tra i due è il reagente in eccesso e quale è il reagente limitante, per determinare quante moli del regente in eccesso rimangono a fine reazione, si procede nel seguente modo.
Supponiamo di avere determinato che il reagente limitante è A.
Si dividono le moli del reagente limitante per il suo coefficiente stechiometrico (a) e tale valore lo si moltiplica per il coefficiente stehiometrico del reagente in eccesso (che è b).
Ovvero:
(na / a ) · b
Tale valore corrisponde alle moli del reagente in eccesso che partecipano alla reazione.
Quindi, delle nb moli iniziali di B solo
(na / a ) · b
partecipano alla reazione e quindi:
nb - [(na / a ) · b]
sono le moli di nb che rimangono in eccesso a fine reazione.
Per maggiori chirimenti segui i due esempi riportati qui di seguito.
Esempio 1
Data la seguente reazione:
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Si abbiano 0,25 mol di CaCO3 e 0,69 mol di HCl.
Quale tra i due è il reagente in eccesso?
Come spiegato in precedenza, dividiamo le moli di CaCO3 per il suo coefficiente stechiometrico (che è 1):
0,25 / 1 = 0,25 mol
Dividiamo le moli di HCl per il suo coefficiente stechiometrico (che è 2):
0,69 / 2 = 0,345 mol
Pertanto il reagente in eccesso è HCl.
Al termine della reazione chimica CaCO3 si consuma completamente, mentre parte di HCl rimane in eccesso, ovvero come non reagito.
Quante moli del reagente in eccesso (HCl) rimangono non reagite a fine reazione?
Per determinare quante moli del reagente in eccesso (HCl) reagiscono, si procede nel seguente modo.
Si divisono le moli del reagente limitante (0,25 mol di CaCO3) per il suo coefficiente stechiometrico (che è 1) e tale valore lo si moltiplica per il coefficiente stehiometrico del reagente in eccesso (che è 2). Ovvero:
(0,25 / 1 ) · 2 = 0,50 mol
Tale valore corrisponde alle moli del reagente in eccesso che partecipano alla reazione.
Quindi, delle 0,69 moli iniziali di HCl solo 0,50 mol partecipano alla reazione.
0,69 - 0,50 = 0,19 mol sono le moli di HCl che rimangono in eccesso a fine reazione.
Esempio 2
Data la seguente reazione:
3 FeS + 6 HCl → 3 H2S + 3 FeCl2
Si abbiano 0,60 mol di FeS e 0,90 mol di HCl.
Quale tra i due è il reagente in eccesso?
Dividiamo le moli di FeS per il suo coefficiente stechiometrico (che è 3):
0,60 / 3 = 0,20 mol
Dividiamo le moli di HCl per il suo coefficiente stechiometrico (che è 6):
0,90 / 6 = 0,15 mol
Pertanto il reagente in eccesso è FeS.
Al termine della reazione HCl si consuma completamente, mentre parte di FeS rimane in eccesso, ovvero come non reagito.
Quante moli del reagente in eccesso (FeS) rimangono non reagite a fine reazione?
Per determinare quante moli del reagente in eccesso (FeS) reagiscono, si procede nel seguente modo.
Si divisono le moli del reagente limitante (0,90 mol di HCl) per il suo coefficiente stechiometrico (che è 6) e tale valore lo si moltiplica per il coefficiente stechiometrico del reagente in eccesso (che è 3). Ovvero:
(0,90 / 6 ) · 3 = 0,45 mol
Tale valore corrisponde alle moli del reagente in eccesso che partecipano alla reazione.
Quindi, delle 0,60 moli iniziali di FeS solo 0,45 mol partecipano alla reazione.
0,60 - 0,45 = 0,15 mol sono le moli di FeS che rimangono in eccesso a fine reazione.
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