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화학1[10분화학][화학인강] 06-4강 한계반응물

한계반응물과 과잉반응물 계산(결정) ★

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질량 없이 한계 반응물을 찾는 방법

두더지로 제한 반응물을 찾는 방법

C12H22O11 + 12O2 = 12CO2 + 11H2O

그램으로 제한 반응물을 찾는 방법

2Mg+ O2= 2MgO

반응물의 몰수를 계산하는 방법

제한 반응물을 식별하는 방법

2H2 + O2 = 2시간2O

두더지에서 과잉 시약을 찾는 방법

2Na2O2 + 2H2O= 4NaOH + O2

자주 묻는 질문

한 반응에서 두 개의 제한 시약을 얻을 수 있습니까

제한 시약이 제품 수량을 제한합니까

제한 반응물의 수율 백분율을 계산할 수 있습니까

회사 소개

반응물 제한: 단계, 예, 문제 및 자세한 설명 – Lambda Geeks

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한계 반응물 결정

전략

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화학 반응의 한계 반응 산물 계산하기

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Summary of article content: Articles about 한계 반응물 일부 산소 분자들은 반응하지 못하고 그대로 남게 된다. 이때 수소와 같이 완결 계수의 비보다 적게 있는 반응물을 한계 반응물이라고 한다. 생성물의 양은 한계 반응물이 … …
Most searched keywords: Whether you are looking for 한계 반응물 일부 산소 분자들은 반응하지 못하고 그대로 남게 된다. 이때 수소와 같이 완결 계수의 비보다 적게 있는 반응물을 한계 반응물이라고 한다. 생성물의 양은 한계 반응물이 …
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화학 반응

한계 반응물

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한계반응물과 과잉반응물 계산(결정) ★

반응형

한계반응물과 과잉반응물 계산(결정)

한계반응물과 과잉반응물 계산(결정)은 어떻게 하는 건가요?

▶ 한계 반응물. limiting reactant

> 화학 반응에서 다른 반응물들보다 먼저 완전히, 전부 소비되는 반응물

> 한계 반응물이 생성물의 양을 결정한다.

( 이 때문에 이름이 한계 반응물 )

▶ 과잉 반응물. excess reactant

> 반응이 끝났을 때 반응 용기에 남아있는 반응물

> reactants that are not used up when the reaction is finished

가장 먼저 균형 맞춘 화학 반응식을 완성해야 합니다.

예를 들어 질소와 수소를 반응시켜 암모니아를 합성한다면,

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

N2 : H2 = 1 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

이 반응에서 질소 1 mol과 화학량론적으로 반응하는 수소의 양은 3 mol입니다.
[Case 1] 만약 질소 2 mol과 수소 7 mol을 반응시키면,

즉, 반응 용기 안에 질소 2 mol과 수소 7 mol이 존재한다면,

N2 : H2 = 1 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

질소 2 mol과 화학량론적으로 반응하는 수소의 몰수를 계산하면,

즉, 질소 2 mol 전부와 반응하는데 필요한 수소의 몰수를 계산하면,

N2 : H2 = 1 : 3 = 2 mol : ? mol

? = 3 × 2 = 6 mol H2

—> 반응 용기 안에 수소는 7 mol 있으므로, 수소는 반응하고도 남는다.

—> 수소는 남는다? = 수소는 과잉 반응물!

—> 따라서 질소가 한계 반응물.

( 두 반응물 중, 하나가 과잉 반응물이면, 나머지 하나는 자동으로 한계 반응물. )
[Case 2] 만약 질소 2 mol과 수소 5 mol을 반응시키면,

즉, 반응 용기 안에 질소 2 mol과 수소 5 mol이 존재한다면,

N2 : H2 = 1 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

질소 2 mol과 화학량론적으로 반응하는 수소의 몰수를 계산하면,

N2 : H2 = 1 : 3 = 2 mol : ? mol

? = 3 × 2 = 6 mol H2

—> 반응 용기 안에 수소는 5 mol 있으므로, 수소는 부족하다.

—> 수소는 부족하다? = 수소가 한계 반응물!

( 이 경우, 부족한 수소의 양에 맞춰 질소가 반응할 것이고,

반응 후 질소는 남을 것이므로, 질소는 과잉 반응물이 된다. )
[참고] 각 반응물이 용액의 농도와 부피로 주어지거나,
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19663 ] 0.270 M Ba(OH)2 45.0 mL + 0.330 M Al2(SO4)3 28.0 mL 반응
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/18989 ] 3.0 M AgNO3 200 mL + 0.9 M CuCl2 350 mL 반응

또는 질량으로 주어지면,
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/8858 ] 995 g CH4 + 2510 g H2O 반응
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19665 ] 168.0 g ClO2 + 39.7 g H2O 반응
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19302 ] 50 g LiAlH4 + 100 g BF3 반응

일반적으로 각 반응물의 몰수를 먼저 구합니다.

단, 질량으로 주어졌을 경우에는 질량비로 계산할 수도 있습니다.
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/18627 ] 2 g H2 + 22 g O2 반응
[참고] 이런 문제를 간단히(쉽게) 출제한다면,

어느 한 반응물을 과량 사용했다고 나오는 경우입니다.

A, B 두 반응물 중, 만약 A 반응물을 과량 사용했다면,

B 반응물이 한계 반응물이 됩니다.
[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/9309 ] 14.5 L 산소 + 과량의 ZnS 반응

—————————————————

※ 생성물의 양은 한계 반응물의 양에 의해 결정됩니다.

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 반응에서,

1) 만약 N2가 한계 반응물이고, 반응한 N2의 몰수가 2.5 mol이라면,

이때 생성되는 NH3의 몰수를 계산하면,

N2 : NH3 = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

N2 : NH3 = 1 : 2 = 2.5 mol : ? mol

? = 2 × 2.5 = 5 mol NH3

2) 만약 H2가 한계 반응물이고, 반응한 H2의 몰수가 4.5 mol이라면,

이때 생성되는 NH3의 몰수를 계산하면,

H2 : NH3 = 3 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

H2 : NH3 = 3 : 2 = 4.5 mol : ? mol

? = 2 × 4.5 / 3 = 3 mol NH3

—————————————————

2개 식빵 사이에 치즈 1장과 햄 1장을 넣어 치즈버거를 만들 때,

2식빵 + 1치즈 + 1햄 → 1치즈버거

치즈와 햄이 각각 100장씩 있어도 식빵이 10장밖에 없다면,

치즈버거는 5개밖에 못 만듭니다.

생성물(치즈버거)의 mol수 또는 질량(개수)은

한계반응물(식빵)의 mol수 또는 질량(개수)에 의해 결정됩니다.

식빵 = 한계 반응물 (한계 시약, limiting reagent)

치즈, 햄 = 과잉 반응물 (과잉 시약, excess reagent)
[팁] 어떤 반응물을 한계 반응물로 선택해야 할까?

– 가격이 비싼 반응물

– 구하기 어려운 반응물

– 반응 후 남으면 제거하기(분리하기, 버리기) 곤란한 반응물

반대로, 어떤 반응물을 과잉 반응물로 선택해야 할까?

– 가격이 싼 반응물

– 구하기 쉬운 반응물

– 반응 후 제거하기, 분리하기 쉬운 반응물

– 덜 유독한 반응물

※ 과잉반응물의 과잉백분율

과잉률 = [(공급량 – 한계반응물과 반응한 양) / 한계반응물과 반응한 양] × 100
[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/61 ] 수득 백분율, 수득률, 수율
[키워드] 한계반응물 기준문서, 한계시약 기준문서, 한계반응물 사전, 한계시약 사전

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(화1) 양적관계 2탄 – 한계반응물

– 양적관계(화1 계산의 꽃) 2탄 –

양적관계 문제에서 계산을 할 때, 꼭 필요한 것이 있습니다. 바로 어떤 반응물이 한계반응물인지 파악하는 것입니다. 한계반응물을 파악하지 못하면 생성물의 부피나 질량을 찾기 어렵습니다.

먼저, 한계반응물이란. 두 물질을 반응시켰을때 가장 먼저 완전히 반응되어 사라지는 물질 을 의미합니다. 그럼 한계반응물을 알아내는 방법을 알아보겠습니다. 정말 간단합니다.

* ★★한계반응물 = 몰수/계수가 가장 작은 반응물 입니다.

예를 들어, 두 기체 A와 B가 각각 반응하여 생성되는 생성물을 C라 합시다.

이때, 기체들의 반응식은 2A+ B→2C 입니다. 반응하기 전 기체 A의 부피를 20ml,

기체 B의 부피를 5ml라 합시다. 그렇다면 두 기체 중 한계반응물은 무엇일까요?

A의 값 = 몰수/계수 = 20/2 = 10

B의 값 = 몰수/계수 = 5/1 = 5

따라서 몰수/계수가 가장 작은 반응물이 한계반응물이므로, 이 반응식에서 한계반응물은 B입니다!

반응물 제한: 단계, 예, 문제 및 자세한 설명 – Lambda Geeks

한계 반응물과 과잉 반응물을 식별하는 것은 화학 반응에서 매우 중요합니다. 제품 형성량과 수율 계산 비율에 대한 아이디어를 얻는 데 도움이 됩니다.

제한 반응물은 화학 반응이 완료된 후 완전히 소모되어 더 이상의 반응을 중단시키는 화합물입니다. 대부분의 화학 반응에는 두 가지 유형의 반응물이 있습니다. 하나는 제한 반응물이고 다른 하나는 반응 종료 후 과량을 남기는 과잉 시약입니다.

이 기사에서는 “제한 반응물을 찾는 방법” 자세한 설명 몇 가지 문제와 예를 사용하여 반응물을 제한하는 방법에 대해 간략하게 설명합니다.

질량 없이 한계 반응물을 찾는 방법 ?

전후 반응물의 질량을 계산하여 반응의 완료 한계 반응물과 과잉 반응물을 각각 검출할 수 있습니다.

첫째, 특정 반응의 균형 방정식을 개발해야 합니다.

그런 다음 반응 전 개별 반응물의 질량을 기록하고 각 반응물의 남은 질량을 측정해야 합니다.

그 반응물은 과량으로 남아 있고 반응하지 않습니다. 반응은 과잉 시약이고 그것들은 완전히 사용 제한 시약입니다.

제한 반응물.

이미지 신용 : 위키 백과

자세히 알아보려면 다음을 따르십시오. SN2 예시: 자세한 통찰 및 사실

두더지로 제한 반응물을 찾는 방법 ?

몰수 계산을 이용하여 한계 반응물을 결정하는 과정은 질량 계산으로 결정하는 것과 거의 유사합니다.

균형 방정식을 결정하는 것이 가장 먼저 수행되어야 합니다. 반응물의 질량이 주어지면 균형 방정식을 사용하여 질량을 해당 몰 원자량(gm/mol으로 표시)으로 나누어 모든 질량을 각각의 몰수로 변환해야 합니다.

위의 계산에서 한계 반응물과 과잉 반응물을 쉽게 결정할 수 있습니다.

한 가지 예가 아래에 나와 있습니다.

자당의 연소

질문: 자당 10g을 산소 8g과 반응시키면. 그런 다음 각각 한계 및 과잉 반응물을 찾으십시오.

균형 방정식은 –

C 12 H 22 O 11 + 12O 2 = 12CO 2 + 11H 2 O

각각의 몰 질량을 나누어 몰수 계산-

자당의 몰수- (10g/342.3 g.mol-1)

= 0.0292몰의 자당

산소의 몰수-(8g/32g.mol-1)

= 0.25몰의 산소.

자당을 모두 소모하기 위해 필요한 산소의 몰수는 (0.0292×2)= 0.350몰이다. 그러나 반응 매질에 존재하는 산소는 0.25몰에 불과합니다. 따라서 자당을 모두 사용할 수 없으며 일부는 미반응 종으로 남게 됩니다.

따라서 이 예에서 산소는 반응물을 제한하고 자당은 과잉 반응물입니다.

자세히 알아보려면 다음을 따르십시오. 펩타이드 결합의 기능 : 상세한 사실 및 비교 분석

그램으로 제한 반응물을 찾는 방법 ?

제한제를 찾는 또 다른 방법은 반응 시작 시 주어지는 생성물의 그램을 계산하는 것입니다.

다른 모든 과정과 마찬가지로 이 과정에서도 균형 방정식이 개발되어야 합니다. 균형 방정식과 주어진 반응물의 양으로부터 형성된 생성물의 양을 쉽게 결정할 수 있습니다. 더 많은 양의 생성물을 생성하는 반응물은 과잉 반응물이고 더 적은 양의 생성물을 생성하는 반응물을 한계 반응물로 정의한다.

이것은 다음 예를 통해 설명할 수 있습니다.

마그네슘의 산화

질문: 2.4g의 Mg가 16g의 산소와 반응하면 마그네슘의 질량은 얼마입니까?

위 반응의 균형 방정식은 다음과 같습니다.

2Mg+ O 2 = 2MgO

2.4g의 Mg로부터 생성되는 MgO의 양 = (2.4g Mg/24.3g Mg)×(2mol MgO/2mol Mg)×(40.3g MgO/1mol MgO)

=3.980g MgO

16g의 O로부터 형성된 MgO의 양 2

=(16g 오 2 / 32g 2 )×(2몰 MgO/1몰 O 2 ) × (40.3g MgO/1mol MgO)

=40.3g MgO

위의 예에서 산소는 Mg에 비해 더 많은 양의 생성물(MgO)을 생성합니다.

따라서 마그네슘은 제한 반응물이고 산소는 과잉 반응물입니다.

반응물의 몰수를 계산하는 방법 ?

화합물의 몰을 계산하는 것은 반응물이 반응하는 양과 생성되는 생성물의 양을 결정하기 위해 화학 반응에서 매우 중요한 부분입니다. 몰수는 또한 특정 용액의 농도를 찾는 데 도움이 됩니다.

처음에는 그 화합물의 몰 원자 질량을 알아야 몰수를 계산할 수 있습니다. 그런 다음 반응물의 질량이 제공되어야 합니다. 몰수는 반응물의 질량을 반응물의 몰 원자 질량으로 나누어 검출할 수 있습니다.

몰수 = (반응물의 질량/반응물의 몰 원자 질량)

이것은 아래의 예를 통해 설명됩니다-

질문: 포도당 60g에는 몇 몰의 포도당이 들어 있습니까?

포도당의 몰 원자량은 180.06 gm.mol입니다.-1

주어진 포도당 질량 = 60g

포도당의 몰수 = (글루코스의 질량/글루코스의 몰 원자 질량)

= (60g/180.06gm.mol-1)

= 0.333

제한 반응물을 식별하는 방법?

화학 반응에서 한계 반응물을 식별하려면 반응 완료 후 생성되는 반응물 및 생성물의 몰수를 계산해야 합니다. 이와 함께 미반응 종의 몰수도 필요합니다.

한계 반응물은 또한 각 반응물로부터 형성된 생성물의 양을 비교하여 식별할 수 있습니다. 시약은 다른 반응물에 비해 적은 수의 생성물을 생성하는 것으로 그 화학 반응의 제한 시약으로 결정됩니다.

화학량론에 의해 요구되는 양보다 상대적으로 적은 양으로 존재하는 반응물이 제한제가 될 것이다.

다음 예를 통해 설명할 수 있습니다.

질문 : 어느 것이 될 것인가 제한 및 과잉 반응물 수소 4g이 산소 48g과 반응하면?

2H 2 + O 2 = 2시간 2 O

(2 ×2.016g) 32g 2×( 2.016+16)

4.032g 32g 36.032g

수소의 몰수 = (4g 수소/수소의 몰 원자 질량)

=1.98몰

산소의 몰수= (산소 48g/ 32gm.mol-1)

= 1.5몰

1.5몰의 산소를 소모하려면 (2×1.5)=3몰의 수소가 필요하다. 그러나 수소는 필요한 양보다 적게 존재합니다. 따라서 이 예에서 수소는 제한 반응물이고 산소는 과잉 반응물입니다.

자세히 알아보려면 다음을 확인하십시오. 4가지 비극성 공유 결합의 예: 자세한 통찰 및 사실

두더지에서 과잉 시약을 찾는 방법 ?

화학 반응에서 과잉 반응물과 과잉 반응물의 양을 결정하려면 다음 절차를 따라야 합니다.

모든 반응물과 생성물로 구성된 균형 방정식이 형성되어야 합니다. 형성된 생성물의 몰수는 각각 화학 반응에 존재하는 각 반응물로부터 계산될 것입니다. 더 많은 양의 생성물을 형성하는 반응물은 과잉 시약이다. 이제 반응에서 소모되는 과잉 반응물의 질량과 미반응의 질량을 각각 측정해야 합니다.

이것은 다음 예를 통해 설명됩니다.

질문: Na 80g일 때 과잉 반응물은 어느 것입니까? 2 O 2 물 30g과 결합?

2Na 2 O 2 + 2H 2 O= 4NaOH + O 2

Na의 몰수 2 O 2 = (80g 나 2 O 2 / 77.96 gm.mol-1 )

=1.026몰

물의 몰수 = (30g H2O/18gm.mol-1 )

=1.67몰

모든 Na를 사용하려면 2 O 3 , 1.023몰의 물이 필요합니다.

따라서 이 반응에서 1.023몰의 물이 소비되고 (1.67-1.023) = 0.647몰의 물이 반응한 채로 남아 있습니다.

자세히 알아보려면 다음을 참조하십시오. 펩티드 결합 대 이황화 결합: 비교 분석 및 사실

자주 묻는 질문

제한 시약에 대해 자주 묻는 질문이 아래에 설명되어 있습니다.

한 반응에서 두 개의 제한 시약을 얻을 수 있습니까?

답변: 아니오, 두 가지 제한 시약을 얻는 것은 불가능합니다. 단일 화학 반응 두 반응물의 양이 같은 경우 둘 다 완전히 소모되기 때문입니다.

제한 시약이 제품 수량을 제한합니까?

답변: 예, 시약을 제한하면 제품 수량도 제한됩니다. 그것은 이론적 수율에 대한 아이디어를 제공합니다.

제한 반응물의 수율 백분율을 계산할 수 있습니까?

답변: 예, 수율의 백분율은 다음의 개념에서 계산할 수 있습니다. 제한 반응물.

예가 아래에 나와 있습니다.

25M 염화바륨 0.320ml를 과량의 질산은과 반응시키면 염화은 침전이 생긴다. 1.83g의 염화은을 침전물로 수집한다. 이 반응의 수율은 몇 퍼센트가 될까요?

BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl + Ba(NO 3 ) 2

BaCl2의 몰수 = 0.320 몰 BaCl 2 (25 / 1000)

=8 ×10-3

AgCl 침전물의 이론적 수율 = 8 × 10-3 몰 BaCl 2 × (2mol AgCl/1mol BaCl 2 ) × ( 143.3g AgCl/1mol AgCl)

=2.2928g AgCl

% 수율 = (실제 수율/이론적 수율) ×100%

= (1.83/2.2928) ×100%

= 79.82의 %

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