Membatasi Masalah Reaktan dalam Kimia

SEBUAH persamaan kimia seimbang menunjukkan jumlah molar reaktan yang akan bereaksi bersama untuk menghasilkan jumlah molar produk. Di dunia nyata, reaktan jarang disatukan dengan jumlah persis yang dibutuhkan. Satu reaktan akan sepenuhnya digunakan sebelum yang lain. Reaktan yang digunakan pertama kali dikenal sebagaimembatasi reaktan. Reaktan lain dikonsumsi sebagian di mana jumlah yang tersisa dianggap "berlebihan". Contoh masalah ini menunjukkan suatu metode untuk menentukan reaktan pembatas dari suatu reaksi kimia.

Sodium hidroksida (NaOH) bereaksi dengan asam fosfat (H₃PO₄) untuk membentuk natrium fosfat (Na₃PO₄) dan air (H₂O) oleh reaksi:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3 H₂O (l)

Jika 35,60 gram NaOH direaksikan dengan 30,80 gram H₃PO₄,

• Sebuah. Berapa gram Na₃PO₄ terbentuk?
• b. Apa reaktan pembatas?
• c. Berapa gram reaktan berlebih yang tersisa ketika reaksi selesai?

Informasi berguna:

• Masa molar dari NaOH = 40,00 gram
• Massa molar H₃PO₄ = 98,00 gram
• Massa molar Na₃PO₄ = 163,94 gram

Untuk menentukan reaktan pembatas, hitung jumlah produk yang dibentuk oleh masing-masing reaktan. Reaktan yang menghasilkan jumlah produk paling sedikit adalah reaktan pembatas.

Untuk menentukan jumlah gram Na₃PO₄ terbentuk:

• gram Na₃PO₄ = (gram reaktan) x (mol reaktan / massa molar reaktan) x (rasio mol: produk / reaktan) x (massa molar produk / produk mol)

Jumlah Na₃PO₄ terbentuk dari 35,60 gram NaOH

• gram Na₃PO₄ = (35,60 g NaOH) x (1 mol NaOH / 40,00 g NaOH) x (1 mol Na₃PO₄/ 3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gram Na₃PO₄ = 48,64 gram

Jumlah Na₃PO₄ terbentuk dari 30,80 gram H₃PO₄

• gram Na₃PO₄ = (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98.00 gram H₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gram Na₃PO₄ = 51,52 gram

Natrium hidroksida membentuk produk yang lebih sedikit daripada asam fosfat. Ini berarti natrium hidroksida adalah reaktan pembatas dan 48,64 gram natrium fosfat terbentuk.

Untuk menentukan jumlah reaktan berlebih tersisa, jumlah yang digunakan diperlukan.

• gram reaktan yang digunakan = (gram produk terbentuk) x (1 mol produk / massa molar produk) x (rasio mol dari reaktan / produk) x (massa molar reaktan)
• gram H₃PO₄ digunakan = (48,64 gram Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/163.94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• gram H₃PO₄ digunakan = 29,08 gram

Angka ini dapat digunakan untuk menentukan jumlah sisa reaktan berlebih.

• Gram H₃PO₄ tersisa = gram awal H₃PO₄ - gram H₃PO₄ bekas
• gram H₃PO₄ tersisa = 30,80 gram - 29,08 gram
• gram H₃PO₄ tersisa = 1,72 gram

Ketika 35,60 gram NaOH direaksikan dengan 30,80 gram H₃PO₄,

• Sebuah. 48,64 gram Na₃PO₄ terbentuk.
• b. NaOH adalah reaktan pembatas.
• c. 1,72 gram H₃PO₄ tetap pada penyelesaian.