03x04 - Reagente limitante e stechiometria

Reagente limitante e stechiometria

​Reagenti in eccesso e difetto

In molte trasformazioni chimiche i reagenti sono mescolati in quantità diverse dal rapporto stechiometrico dell'equazione.
In queste situazioni la quantità dei prodotti che si formano è determinata dal reagente che limita la quantità di prodotto, detto per questo reagente limitante.

Prende il nome di reagente limitante il reagente in difetto cioè quello che si trova in quantità minore rispetto a quella prevista dal rapporto stechiometrico. L'altro reagente sarà presente in eccesso, e ne rimarrà una quantità nei prodotti di reazione.

​Reagenti in eccesso e difetto

Nella combustione di una miscela di idrogeno e ossigeno sappiamo che in base al rapporto stechiometrico le molecole di ossigeno devono essere la metà di quelle di idrogeno:




Ma se tra i reagenti abbiamo più ossigeno del necessario, una parte di esso rimarrà tra i prodotti.

​2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂O (g)

Multiple Select

In questa reazione l'ossigeno:

• E' in eccesso tra i reagenti

• E' in difetto tra i reagenti

• Ne rimane tra i prodotti di reazione

• Non ne rimane tra i prodotti di reazione

Multiple Select

In questa reazione, l'idrogeno è:

• Il reagente limitante

• Il reagente in eccesso

• Si trova tra i prodotti di reazione

• Non si trova tra i prodotti di reazione

​La nitroglicerina

Consideriamo l'equazione della reazione di preparazione della nitroglicerina a partire dalla glicerina. Sotto l'equazione

sono indicate le quantità dei reagenti e dei prodotti:




In questo caso i reagenti si consumano completamente perché le rispettive quantità chimiche sono in rapporto 1:3 cosi come indicano i coefficienti stechiometrici.

​La nitroglicerina

Se facciamo reagire con la stessa quantità di acido nitrico facciamo reagire una quantità inferiore di glicerina, per esempio 10 mol?




In base ai coefficienti stechiometrici, con 10 mol di glicerina reagiscono esattamente 30 mol di acido nitrico (rapp. 1:3). Esaurita la glicerina la reazione si interrompe: la glicerina è il reagente in difetto, cioè il reagente limitante. Viceversa l'acido nitrico è il reagente in eccesso, perché quando la reazione termina ne restano ancora 6 mol.

​Es. di calcolo stechiometrico

Un piccolo oggetto di metallo (m 5,9 g) contiene il 95,1% di ferro. Questo oggetto viene immerso in 200 mL di soluzione acquosa di acido cloridrico (C_M = 2,5 mol/L).
La reazione di ossidoriduzione che avviene può essere rappresentata dalla seguente equazione:

​Fe (s) + 2 HCl (aq) → FeCl₂ (s) + H₂ (g)

​Es. di calcolo stechiometrico

Supponiamo di dover calcolare il volume dell'idrogeno prodotto facendo reagire le quantità dei reagenti indicate all'inizio.
Come prima cosa è indispensabile calcolare le moli di entrambi i reagenti per stabilire qual è il reagente limitante.

1. La relazione per calcolare le moli di ferro, reagente solido, è la seguente:

​Es. di calcolo stechiometrico

1) Prima di tutto è necessario, a partire dalla percentuale di purezza (95,1%), calcolare la massa di ferro:




2. L'altro reagente è in soluzione acquosa pertanto per calcolare le moli di HCl occorre utilizzare la relazione che definisce la concentrazione molare:

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Calcola le moli di ferro del campione con massa 5,6 g a partire dall'equazione mostrata.

,

​Es. di calcolo stechiometrico

1) Prima di tutto è necessario, a partire dalla percentuale di purezza (95,1%), calcolare la massa di ferro:

Fill in the Blank

Calcola le moli di HCl sapendo che la concentrazione molare della soluzione è 2,5 mol/L

,

​Es. di calcolo stechiometrico

2) L'altro reagente è in soluzione acquosa pertanto per calcolare le moli di HCl occorre utilizzare la relazione della concentrazione molare:

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In base ai coefficienti stechiometrici, le moli di HCl devono essere il doppio di quelle del Fe. In questo caso le moli di HCl sono 0,50 e quelle del Fe 0,10. Quante moli di HCl non reagiscono?

,

Multiple Choice

Qual è il reagente limitante in questo caso?

• HCl

• Fe

• FeCl₂

• H₂

Multiple Choice

Qual è il reagente in eccesso?

• HCl

• Fe

• FeCl₂

• H₂

​Es. di calcolo stechiometrico

3) II reagente limitante è proprio il ferro e l'acido cloridrico è il reagente in eccesso.

Alcune domande per capire meglio

Multiple Choice

In una reazione di decomposizione non esiste il reagente limitante.

• Vero

• Falso

Multiple Choice

In una reazione tra due sostanze, il reagente limitante è quello presente in quantità minore.

• Vero

• Falso

Multiple Choice

II reagente limitante è quello che presenta il coefficiente stechiometrico maggiore.

• Vero

• Falso

Multiple Choice

II reagente limitante è quello che rimane quando la reazione è terminata.

• Vero

• Falso

Multiple Choice

Se i reagenti sono nel rapporto indicato dai coefficienti stechiometrici non esiste il reagente limitante.

• Vero

• Falso

Multiple Choice

II reagente limitante è quello che determina la quantità di prodotti che si ottengono.

• Vero

• Falso

Un esercizio per capire meglio

Multiple Choice

Considera la reazione tra idrogeno e ossigeno 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Quale tra le seguenti figure rappresenta i prodotti di reazione?

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La reazione tra il reagente A (sfere blu) e il reagente B (sfere rosse) è mostrata nella figura. In base a questo diagramma, Quante moli di prodotto si possono ottenere partendo da 8,0 mol di A e 10,0 mol di B?

,

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Considera questa equazione chimica. Quante moli di H₂ devono reagire con 20 moli di N₂?

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Considera questa equazione chimica. Quante moli di N₂ reagiscono in questo caso?

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Considera questa equazione chimica. Quante moli di N₂ rimangono in eccesso?

Multiple Choice

Considera questa equazione chimica. Qual è il reagente limitante?

• N₂

• H₂

• NH₃