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In una reazione chimica, i reagenti interagiscono tra loro per formare prodotti. Il reagente che è completamente consumato è il reagente limitante, e il reagente presente in una quantità maggiore del necessario per reagire completamente con il reagente limitante è il reagente in eccesso. Un'analogia con una ricetta di cucina sarà utile per comprendere questi concetti.
Una tazza di farina, 2 uova e 3 cucchiai di zucchero fanno cinque waffle. Se ci sono 3 tazze di farina, 4 uova e 8 cucchiai di zucchero, quanti waffle si possono fare? C'è abbastanza farina per fare 15 waffle e abbastanza zucchero per fare 13 1/3 waffle.
Tuttavia, ci sono solo uova sufficienti per 10 waffle. Qui, l'uovo è il reagente limitante perché produce la minor quantità di waffle, mentre la farina e lo zucchero sono in eccesso. Consideriamo ora la reazione di combustione fra metano e ossigeno per produrre anidride carbonica e acqua.
Occorre ricordare che i coefficienti di un'equazione bilanciata rappresentano le quantità stechiometriche dei reagenti e dei prodotti. Pertanto, il rapporto molare stechiometrico fra metano e anidride carbonica è uno a uno, e quello fra ossigeno e anidride carbonica è due a uno. Supponiamo che ci siano 80 grammi di metano e 128 grammi di ossigeno.
Qual è il reagente limitante, e quanta anidride carbonica si formerà? Innanzitutto, le masse dei reagenti devono essere convertite in moli utilizzando le loro masse molari. Stechiometricamente, 5 moli di metano producono 5 moli di anidride carbonica, mentre 4 moli di ossigeno producono solo 2 moli di anidride carbonica.
Poiché l'ossigeno produce la minor quantità di anidride carbonica, è il reagente limitante, mentre il metano è il reagente in eccesso. Conoscendo il reagente limitante, il numero di moli di prodotto può essere convertito in grammi. Pertanto si possono produrre 88 grammi di anidride carbonica.
Ma quanto metano non ha reagito? Il rapporto molare fra metano e ossigeno indica che quattro moli di ossigeno reagirebbero completamente con 2 moli di metano. Dunque, 3 moli di metano che non hanno reagito sono in eccesso.
nvolgono composti ionici, i cationi vengono bilanciati per primi, seguiti dagli anioni. Gli ioni poliatomici sono sempre bilanciati come unità. Per esempio, il solfato di alluminio acquoso reagisce con l'idrossido di calcio acquoso, formando idrossido di alluminio solido e solfato di calcio solido.
Utilizzando un'equazione scheletrica, i cationi di alluminio e calcio vengono bilanciati, seguiti dagli anioni dell'idrossido poliatomico e degli ioni solfato. Infine, i coefficienti vengono adeguati per ottenere un'equazione complessiva equilibrata.
Le quantità relative di reagenti e prodotti rappresentati in un'equazione chimica bilanciata sono spesso chiamate quantità stechiometriche. Tuttavia,…
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