Reagente limitante e in eccesso
I diversi casi in chimica
Definita una reazione chimica che si sia bilanciata possono avvenire tre casi principali:
Primo: la reazione giunge a completamento allorché tutti i reagenti che si possono combinare tra di
loro interagiscono fino ad esaurimento di uno dei reagenti medesimi che verrà chiamato reagente
limitante, l'altro o gli altri reagenti che eventualmente rimangono nel sistema di reazione sono chiamati
reagenti in eccesso. In tal caso la costnte di equilibrio Keq risulta altissima, in termini numerici
possiamo scrivere quindi Keq > 108.
Secondo: la reazione raggiunge un equilibrio, in questo caso i reagenti ed i prodotti rimangono entrambi nel
sistema di reazione con quantità in numero di moli o concentrazioni definite da una costante variabile
da reazione a reazione e chiamata costante di equilibrio Keq generalmente compresa tra
10-8 e 108.
La costante di equilibrio è funzione anche della temperatura e della
pressione.
Ossia Keq=f(reazione,T, p)
Terzo: la reazione non avviene ed i reagenti rimangono tranquillamente a contatto tra di loro per dare un semplice
miscuglio. In tal caso Keq risulta piccolissima ossia Keq < 10-8
Abbreziazioni
Di seguito indichiamo le abbreviazioni utilizzate:
Le masse m saranno sempre espresse in grammi ed il volume V in litri.
La massa molare o peso molecolare MM si definisce come la somma delle singole masse atomiche o pesi atomici
presenti nella formula chimica e viene espresso in g/mol)
Il numero di moli viene indicato con nmol = msoluto / MM
Può essere utilie ricordare che la molarità si indica con M = nmol / V (in litri).
Primo caso
È conveniente data una reazione bilanciata, che giunge a completamento, realizzare uno schema per
conoscere il reagente in difetto e in eccesso. In pratica due sono gli schemi più comuni utilizzati in chimica:
il sistema i Δ f dove: i sta ad indicare la quantità iniziale espressa in termini di numero
di moli, Δ la variazione che interviene durante la reazione e f la quantità finale sempre
espressa in termini di numero di moli, e lo schema Ruggialdi.
Primo schema o i Δ f definito per una reazione che giunge a completamento in assenza di prodotti:
reazione | a A | + b B | —» | c C | + d D |
i | nmol A | nmol B | | nmol C=0 | nmol D=0 |
Si calcola il reagente in difetto dal confronto nmol A/a con nmol B/b,
supponiamo sia nmol A/a < nmol B/b quindi A è il reagente in difetto.
reazione | a A | + b B | —» | c C | + d D |
i | nmol A | nmol B | | nmol C=0 | nmol D=0 |
Δ | -a/a nmol A | -b/a nmol A | | +c/a nmol A | +d/a nmol A |
f | 0 | nmol B-b/a nmol A | | +c/a nmol A | +d/a nmol A |
masse | 0 g | nmol B-b/a nmol A• MMB | | +c/a nmol A• MMC | +d/a nmol A• MMD |
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È possibile utilizzare anche un altro sistema tabellare simile al precedente utilizzato dal prof.
Guardigli sempre per il medesimo scopo cioé il calcolo di reagenti in difetto ed in eccesso:
reazione | a A | + b B | —» | c C | + d D |
masse | mA | mB | | mC | mD |
masse molari | MMA | MMB | | MMC | MMD |
coefficienti stechiometrici | a | b | | c | d |
rapporto di reazione | QA=mA/MMA/a | QB=mB/MMB/b | | | |
Si confrontano quindi i valori di QA e QB, nel caso QA < QB si procede
completando l'ultima riga:
reazione | a A | + b B | —» | c C | + d D |
masse | mA | mB | | mC | mD |
masse molari | MMA | MMB | | MMC | MMD |
coefficienti stechiometrici | a | b | | c | d |
rapporto di reazione | QA=mA/MMA/a | QB=mB/MMB/b | | | |
masse a fine reazione in grammi | QA-QA=0 | + (QB-QA)• b • MMB | = | QA• c • MMC | + QA• d • MMD |
Bibliografia
Adolfo Ferrari "Trattato di chimica generale ed inorganica" ed. Riccardo Pàtron, Bologna 1965
Aurora Allegrezza Marilena Righetti Fabio Tottola "Introduzione alla chimica" ed. Mondadori Scuola, Citta di Castello (PG) 2014
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