Хімія. Профільний рівень. 11 клас. Григорович

§ 25. Розв'язання задач за рівняннями реакцій, якщо один із реагентів узято в надлишку

• Якщо в умові задачі дано кількісні дані про два реагенти, необхідно визначити, який із реагентів у надлишку.

Для цього необхідно порівняти відношення кількості речовини реагентів А та В до їхніх стехіометричних коефіцієнтів а і b:

• Для обчислення за хімічними рівняннями можна використовувати кількісні дані про реагент, який узято в нестачі.

Під час хімічних взаємодій речовини витрачаються лише в стехіометричних співвідношеннях, тобто в тих співвідношеннях, у яких вони зазначені в рівнянні хімічної реакції. Якщо одного з реагентів узято більше, то він наявний у надлишку і під час реакції витратиться не повністю. Кількісні дані про цей реагент не можна використовувати під час розрахунків за хімічним рівнянням, оскільки в реакцію вступає лише певна частина цього реагенту. Тому перед розрахунками за рівнянням реакції необхідно визначити, який із реагентів узято в надлишку, а який — у нестачі.

Такий тип задач (часто їх називають «задачі на надлишок та нестачу») досить просто виявити: в умові зазначено масу, кількість речовини або об’єм для обох реагентів, хоча зазвичай для розрахунків за хімічним рівнянням достатньо знати відомості лише про один реагент.

Для того щоб визначити, який із реагентів узято в надлишку, можна скористатися простим правилом. Як вам відомо, відношення кількості речовини реагентів до їхніх стехіометричних коефіцієнтів дорівнюють одне одному. Так, для реакції:

аА + bВ → сС

справедливим є співвідношення:

Якщо речовина В наявна в надлишку щодо речовини А, то:

Отже, щоб визначити, який із реагентів узято в надлишку, необхідно обчислити кількість речовини обох реагентів і розділити їх на стехіометричні коефіцієнти з рівняння реакції. Для реагенту, що наявний у надлишку, це відношення буде більшим.

Задача 1. Цинк масою 32,5 г помістили в хлоридну кислоту, у якій маса НСl дорівнює 109,5 г. Визначте об’єм водню (н. у.), що виділиться під час реакції.

Задача 2. Змішали два розчини з однаковими масами: хлоридну кислоту та розчин калій гідроксиду, у яких масові частки обох реагентів також однакові. Визначте, яке середовище (кислотне чи лужне) буде в розчині після зливання двох реактивів.

Ключова ідея

Речовини вступають у хімічні взаємодії лише в стехіометричних співвідношеннях відповідно до рівняння реакції. Такі співвідношення дозволяють визначити, яку речовину взято в надлишку, а яку — у нестачі.

Запитання та завдання

135. До цинку масою 6,5 г прилили хлоридну кислоту масою 150 г із масовою часткою гідроген хлориду 20 %. Обчисліть об'єм виділеного газу (н. у.).

136. До розчину натрій хлориду масою 100 г із масовою часткою солі 2 % долили розчин аргентум(І) нітрату такої самої маси з масовою часткою солі 1 %. Обчисліть масу осаду, що утвориться.

137. Для одержання гідроген хлориду змішали хлор масою 14,2 г та водень масою 6 г. Визначте, яку речовину взято в надлишку. Обчисліть об'єм одержаного гідроген хлориду (н. у.) і масу реагенту, що залишиться.

138. Цинк масою 13 г сплавили із сіркою масою 7 г. Продукт реакції обробили надлишком хлоридної кислоти. Обчисліть об'єм газу, що виділився (н. у.).