ระดับสูง: หาสารตั้งต้นที่จำกัดปริมาณผลผลิต
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| excess reactant/ekˈses rɪˈæktənt/ | สารตั้งต้นที่มีปริมาณเกิน |
| limiting reactant/ˈlɪmɪtɪŋ rɪˈæktənt/ | สารตั้งต้นจำกัดปริมาณ |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- Higher Tier: การมีสารตั้งต้นเป็นกรัมมากกว่าไม่จำเป็นต้องทำให้它是 excess reactant (สารตั้งต้นที่เหลือ) อัตราส่วนของสมการและมวลโมลาร์จะกำหนดว่าสารใดหมดก่อน
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- limiting reactant (สารตั้งต้นจำกัด) ถูกใช้ไปหมดภายใต้โมเดลการทำปฏิกิริยาสมบูรณ์และกำหนดปริมาณผลิตภัณฑ์สูงสุด สารตั้งต้นเหลือเกินยังคงอยู่เพราะมีมากเกินกว่าที่สมการสมดุลต้องการ แปลงมวลสารตั้งต้นทั้งสองเป็นปริมาณก่อนเปรียบเทียบ สำหรับ A + 2B → C, 1 mol A ต้องใช้ 2 mol B; เปรียบเทียบ n(A) กับ n(B)/2 ไม่ใช่ปริมาณโมลดิบๆ เพียงอย่างเดียว
- limiting reactant: สารตั้งต้นที่ถูกใช้ไปก่อนภายใต้โมเดลปฏิกิริยานั้นๆ ซึ่งจำกัด可能发生ของผลิตภัณฑ์; excess reactant: สารตั้งต้นที่จ่ายมามากเกินจำนวนที่ต้องการในการใช้สารตั้งต้นจำกัดให้หมด
สำหรับ Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂, กำหนด 0.20 mol Mg และ 0.30 mol HCl. ตัวใดจำกัดปฏิกิริยา?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
สมการต้องการ 2 โมล HCl ต่อโมล Mg ที่มีอยู่: 0.30 โมล HCl สามารถใช้กับ 0.15 โมล จาก 0.20 โมล Mg ได้ ดังนั้น HCl หมดก่อน – เป็นตัวจำกัด มวลเท่ากันไม่สำคัญ; อัตราส่วนโมลเป็นตัวตัดสินใจ
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- สำหรับ Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂, 0.20 mol Mg จำเป็นต้องใช้ 0.40 mol HCl หากมี HCl仅提供 0.30 mol กรดจะเป็นตัวจำกัดและ Mg ที่สามารถทำปฏิกิริยาได้มีเพียง 0.15 mol ปริมาณสูงสุดของ H₂ คือ 0.15 mol และมี Mg เหลืออยู่ 0.05 mol สมการนี้สมมติว่าปฏิกิริยาดำเนินไปตามที่เขียนไว้และไม่อธิบายการแปลงสภาพไม่สมบูรณ์ที่เกิดจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาค่อนช้าหรือสมดุล
- เขียนปริมาณที่มีอยู่ สัมประสิทธิ์ที่ต้องการ และปริมาณที่มีอยู่หารด้วยสัมประสิทธิ์สำหรับแต่ละสารตั้งต้น ปริมาณที่ปรับแล้วที่น้อยกว่าจะกำหนดขอบเขตสูงสุดของการทำปฏิกิริยา คูณขอบเขตนี้ด้วยสัมประสิทธิ์ของผลิตภัณฑ์เป้าหมาย เพื่อหาสารที่เหลือเกิน ให้ลบปริมาณที่ใช้ไปออกจากปริมาณที่จ่ายมา หลีกเลี่ยงการประกาศสารตั้งต้นจำกัดเพียงจากการเดาตาหรือตัวเลขมวลที่น้อยกว่า
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ข้อมูลทราบ: 4.8 g Mg คือ 4.8/24=0.20 mol. With 0.30 mol HCl, แมกนีเซียมที่ใช้ไป=0.15 mol, มวล=3.6 g. แมกนีเซียมที่เหลือ=4.8−3.6=1.2 g. ไฮโดรเจนเกิดขึ้นที่ 0.15 mol, มวล=0.15×2=0.30 g โดยใช้มวลโมลาร์ที่จ่ายให้ H₂=2 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$.
สำหรับปฏิกิริยานี้เช่นเดียวกัน มี 0.40 mol Mg และ 0.50 mol HCl จัดเตรียมมา จงคำนวณปริมาณสูงสุดของ H₂ ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ค่า Known → โมเดล → ความสัมพันธ์ → การแทนค่า → หน่วยและการตีความ
สำหรับปฏิกิริยาดังกล่าว, มี 0.40 mol ของ Mg และ 0.50 mol ของ HCl ถูกนำมาใช้ จงคำนวณปริมาณสูงสุดของ H₂ ที่เกิดขึ้นได้
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 0.25 โมล ที่ทราบ: 0.40 โมล Mg และ 0.50 โมล HCl; Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 HCl จำกัด: 0.50 โมล H2 ผลิตต่อ 2 โมล HCl ให้ 0.50/2 = 0.25 โมล H2 Mg ที่ใช้ = 0.25 โมล เหลือ 0.15 โมล ในส่วนเกิน
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- Excess หมายถึงมีอยู่เกินกว่าปริมาณที่ต้องการสำหรับทำปฏิกิริยา ไม่ใช่สิ่งเจือปน การเพิ่มสารตั้งต้นส่วนเกินเพิ่มเติมโดยไม่เปลี่ยนตัวจำกัด จะไม่ทำให้ปริมาณผลิตภัณฑ์ตามทฤษฎีเพิ่มขึ้นหลังจากตัวจำกัดหมดแล้ว ผลผลิตที่เก็บรวบรวมได้อาจต่ำกว่าค่าสูงสุดนี้ด้วยเหตุผลอื่น ๆ อย่าสับสนระหว่างปริมาณตัวจำกัดกับเปอร์เซ็นต์การคืนกลับ
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
สารตั้งต้นที่มีเลขมวลน้อยกว่าต้องเป็นสารจำกัด ข้ออ้างนี้ผิด: สารจำกัดตัดสินโดยสัดส่วนโมลในสมการ ไม่ใช่由มวลหรือเลขมวล. หารปริมาณที่มีอยู่แต่ละชนิดด้วยสัมประสิทธิ์; ผลหารที่น้อยกว่าจะจำกัด regardless of the masses.
ระดับสูง: หาสารตั้งต้นตัวจำกัดของผลิตภัณฑ์: สำหรับ Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂, 0.20 mol Mg จำเป็นต้องใช้ 0.40 mol HCl หากมี HCl仅提供 0.30 mol กรดจะเป็นตัวจำกัดและ Mg ที่สามารถทำปฏิกิริยาได้มีเพียง 0.15 mol ปริมาณสูงสุดของ H₂ คือ 0.15 mol และมี Mg เหลืออยู่ 0.05 mol สมการนี้สมมติว่าปฏิกิริยาดำเนินไปตามที่เขียนไว้และไม่อธิบายการแปลงสภาพไม่สมบูรณ์ที่เกิดจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาค่อนช้าหรือสมดุล
สารตั้งต้นที่มีเลขมวลน้อยกว่าจะเป็นตัวจำกัด
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ตัวจำกัดถูกตัดสินโดยอัตราส่วนโมลของสมการ ไม่ใช่由มวลหรือเลขมวล หารปริมาณที่มีอยู่แต่ละชนิดด้วยสัมประสิทธิ์; ตัวเศษที่น้อยกว่าคือตัวจำกัด ไม่ว่ามวลจะเป็นอย่างไร
สารตั้งต้นที่ใช้หมดก่อนภายใต้แบบจำลองปฏิกิริยากำหนดให้ ซึ่งจำกัดปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เป็นไปได้: เขียนคำศัพท์ทางเทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ตัวจำกัด (limiting reactant) หมายถึง สารตั้งต้นที่ใช้หมดก่อนภายใต้แบบจำลองปฏิกิริยากำหนดให้ ซึ่งจำกัดปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เป็นไปได้