III.7.3. Calcule stoechiometrice cu exces de substanță
1. 20 L clor reacționează cu 11,2 L hidrogen.
Se cere:
a) Ce reactant este în exces și care este excesul de volum al acestuia?
b) Masa acidului clorhidric obținut.
Rezolvare:
Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
Cl2 + H2 = 2 HCl ↑
Aceasta se citește astfel:
1 mol de clor reacționează cu 1 mol de hidrogen și rezultă 2 moli de acid clorhidric.
Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:
Calculăm masa molară a HCl:
μ HCl = 1 ∙ AH + 1 ∙ ACl = 1 ∙ 1 + 1 ∙ 35,5 = 36,5 g/mol
Deoarece 1 mol de clor reacționează cu 1 mol de hidrogen, înseamnă că clorul este în exces. Clorul trebuie să aibă
același volum cu cel al hidrogenului.
Vexces = 20 L – 11,2 L = 8,8 L exces Cl2
Din proporțiile astfel obținute se calculează necunoscutele:
2. 168 g fier reacționează cu 112 L clor.
Se cere:
a) Ce reactant este în exces și care este excesul de volum al acestuia?
b) Excesul de masă al reactantului.
Rezolvare:
Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
2 Fe + 3 Cl2 = 2 FeCl3
Aceasta se citește astfel:
2 moli de fier reacționează cu 3 moli de clor și rezultă 2 moli de clorură de fier III.
Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:
Calculăm masa molară a Cl2:
μ Cl2 = 2 ∙ ACl = 2 ∙ 35,5= 71 g/mol
Calculăm raportul molar al reactanților conform ecuației chimice:
υ1 Fe : υ2 Cl2 = 2 : 3
Calculăm numărul de moli al fiecărui reactant din datele problemei:
Calculăm volumul de clor care trebuie să reacționeze cu 168 g Fe, din ecuația chimică:
🔦 Observație Cum determinăm care substanță este in exces?
In prima fază împărțim cel mai mare număr de moli la cel mai mic număr de moli, conform ecuației chimice.
Astfel obținem 3:2 = 1,5.
In a doua fază împărțim cel mai mare număr de moli la cel mai mic număr de moli conform datelor problemei.
Astfel obținem 5:3 = 1,66.
Observăm că numărul de moli de Cl2 conform datelor problemei este mai mare decât numărul de moli de Cl2 conform ecuației chimice.
Așa ne dam seama că Cl2 este in exces.
Dacă numărul de moli de Cl2 conform datelor problemei ar fi fost mai mic decât numărul de moli de Cl2 conform ecuației chimice, atunci în mod automat Fe ar fi fost in exces.
Dacă rezultatele celor doua împărțiri ar fi fost egale, ar fi însemnat că niciun reactant nu este in exces.
Calculăm volumul de clor în exces:
Vexces = 112 L – 100,8 L = 11,2 L exces Cl2
Calculăm excesul de moli de clor:
Calculăm masa de clor în exces din formula nr. de moli:
