רמה גבוהה: מצאו איזה מגיב מגביל את המוצר
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| excess reactant/ekˈses rɪˈæktənt/ | מגיב בעודף |
| limiting reactant/ˈlɪmɪtɪŋ rɪˈæktənt/ | מגיב מגביל |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- רמת גבוהה:拥有更多克数的反应物并不一定使其成为过量反应物。方程式比和摩尔质量决定哪种供应先耗尽。
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- התגובה המגבילה נצמדת לחלוטין תחת מודל התגובה המלאה ומקבעת את כמות המוצר המקסימלית. תגובה מוגזמת נשארת מכיוון שסופקה יותר מכפי שהמשוואה המאוזנת דורשת. יש להפוך את מסות שני החומרים המגיבים לכמויות לפני ההשוואה. עבור A + 2B → C, מול אחד של A דורש שני מולים של B; יש להשוות את n(A) עם n(B)/2, ולא רק את כמויות המול הגולמיות לבדן.
- תגובה מגבילה: החומר המגיב שנצמד ראשון תחת מודל התגובה הנדרש, ומגביל את המוצר האפשרי; תגובה מוגזמת: חומר מגיב שסופק מעבר לכמות הנדרשת לצרוך את התגובה המגבילה.
עבור Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂, סופקו 0.20 מול Mg ו0.30 מול HCl. איזה מגביל?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
למשוואה נדרשים 2 מול של HCl לכל מול של Mg. זמין: 0.30 מול HCl יכול להגיב עם רק 0.15 מול מתוך 0.20 מול Mg, ולכן HCl נגמר ראשון - הוא מגביל. מסות שוות אינן רלוונטיות; היחס המולי決定着.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- עבור Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂, 0.20 מול Mg ידרוש 0.40 מול HCl. אם סופקו רק 0.30 מול HCl, החומצה היא המגבילה ורק 0.15 מול Mg יכול להגיב. הכמות המקסימלית של H₂ היא 0.15 מול, ונותרו 0.05 מול Mg. הנחה זו היא שהתגובה מתקדמת כפי שכתוב ואינה מתארת הפיכה לא מלאה הנובעת מקצב איטי או איזון.
- כתבו את הכמות הזמינה, את המקדם הנדרש ואת הכמות הזמינה מחולקת במקדם עבור כל חומר מגיב. אספקת הקנה (scaled supply) הקטנה ביותר קובעת את היקף התגובה המקסימלי. כפולו את היקף זה במקדם של המוצר המיועד. כדי למצוא מה נותר מוגזם, חסרו את הכמות שנצמדה מכמות שהוספה. הימנעו מהכרזת תגובה מגבילה רק על בסיס ניחוש ויזואלי או פשוט מכיוון שמספר המסה הוא קטן יותר.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: 4.8 גרם Mg הם 4.8/24=0.20 מול. עם 0.30 מול HCl, המגנזיום שנצרך=0.15 מול, מסה=3.6 גרם. מגנזיום שנותר=4.8−3.6=1.2 גרם. מימן נוצר ב-0.15 מול, מסה=0.15×2=0.30 גרם בהשתמש במסה המולרית הנתונה H₂=2 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$.
עבור אותה תגובה, הועברו 0.40 מול Mg ו-0.50 מול HCl. חשב את הכמות המקסימלית של H₂. השתמש באותו סדר: כמויות ידועות → דגם → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
לאותה תגובה, סופקו 0.40 מול Mg ו-0.50 מול HCl. חשב את כמות H₂ המקסימלית.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 0.25 מול. נתון: 0.40 מול Mg ו-0.50 מול HCl; Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2. HCl מגביל: 0.50 מול H2 מופקים כל 2 מול HCl, ולכן 0.50/2 = 0.25 מול של H2. Mg שנצרך = 0.25 מול, ושאר 0.15 מול בתוספת.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- מוגזם פירושו נוכח מעבר לכמות הריאקטיבית הנדרשת, ולא זיהום. הוספת עוד תגובה מוגזמת לבדה אינה מעלה את המוצר התאורטי לאחר שהתגובה המגבילה נצמדה. התפוקה שנאספה עשויה להיות נמוכה ממקסימום זה מסיבות אחרות; אל תבלבלו בין כמות מגבילה לבין אחוז התפוקה.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
המגיב עם מסת מספר הקטנה ביותר חייב להיות המגביל. טענה זו שגויה: המגביל נקבע לפי יחס המולים במשוואה, ולא לפי מסה או מסת מספר. יש לחלק כל כמות זמינה במקדם שלה; המנה הקטנה מגבילה, ללא תלות במסות.
רמה גבוהה: מצא איזה מגיב מגביל את התוצר: עבור Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂, 0.20 מול Mg דורשים 0.40 מול HCl. אם הועברו רק 0.30 מול HCl, החומצה מגבילה ורק 0.15 מול Mg יכולים להגיב. הכמות המקסימלית של H₂ היא 0.15 מול, ו-0.05 מול Mg נשארו. הנחה זו היא שהתגובה מתרחשת כפי שכתוב ואינה מתארת המרה חלקית הנגרמת מקצב איטי או איזון.
המגיב בעל המספר המסתי הקטן יותר חייב להיות המגביל.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הגבלה נקבעת על ידי יחס המולים במשוואה, לא על ידי מסה או מסה אטומית. לחלק כל כמות זמינה במקדמת שלה; המינור הגורם להגבלה, ללא תלות במסות.
המגיב שנצרך קודם תחת דגם התגובה הנתון, המגביל תוצר אפשרי: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מגיב מגביל פירושו המגיב שנצרך קודם תחת דגם התגובה הנתון, המגביל תוצר אפשרי.