If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Սահմանափակող բաղադրիչ և տոկոսային ելք

Ինչպես որոշել ռեակցիայի սահմանափակող բաղադրիչը, և օգտագործելով ստեխիոմետրիան, հաշվարկել տեսական և տոկոսային ելքը:

Ռեակցիան սահմանափակող ելանյութ և տեսական ելք

Սա դասական գլուխկոտրուկ է: Ունենք հինգ նրբերշիկ և չորս հացի կտոր: Քանի՞ ամբողջական հոթ-դոգ կարող ենք պատրաստել:
Հինգ նրբերշիկի և չորս հացի կտորի միջև ռեակցիայի ելքը չորս ամբողջական հոթ դոգ է և մեկ նրբերշիկ՝ որպես մնացորդ: Հացի կտորները սահմանափակող բաղադրիչն են, իսկ մնացած նրբերշիկը՝ ավելցուկով ելանյութը: Չորս հոթ դոգերը տեսական ելքն են:
Ենթադրենք՝ նրբերշիկներն ու հացի կտորները միանում են մեկը մեկի հարաբերությամբ: Այդ դեպքում սահմանափակող գործոնը կլինի հացի կտորների թիվը, քանի որ առաջինը դրանք կսպառվեն։ Այս ոչ այդքան իդեալական իրավիճակն եթե համեմատելիս լինեինք քիմիական ռեակցիաների հետ, ապա հացի կտորները կանվանեինք սահմանափակող բաղադրիչ կամ սահմանափակող ելանյութ:
Քիմիական ռեակցիայում սահմանափակող բաղադրիչն այն ելանյութն է, որը որոշում է, թե ինչքան վերջանյութ կառաջանա: Մնացած ելանյութերի մասին հաճախ ասում ենք, որ դրանք վերցրած են ավելցուկով, քանի որ սահմանափակող բաղադրիչի ամբողջությամբ սպառվելուց հետո դրանք մնում են որոշ քանակով: Վերջանյութի առավելագույն քանակը, որը կարող է առաջանալ, կոչվում է տեսական ելք: Նրբերշիկների և հացի կտորների դեպքում տեսական ելքը չորս ամբողջական հոթ դոգն է, քանի որ ունենք չորս հացի կտոր: Բավական է խոսենք հոթ դոգերի մասին: Հաջորդ օրինակում կորոշենք սահմանափակող բաղադրիչը ու կհաշվենք տեսական ելքը իրական քիմիական ռեակցիայի համար:
Խնդրի լուծման հուշում. Ցանկացած ստեխիոմետրիկ հաշվարկի համար, ինչպիսիք են սահմանափակող բաղադրիչի կամ տեսական ելքը որոշումը, առաջին և ամենակարևոր քայլը հավասարեցված ռեակցիայից սկսելն է: Քանի որ մեր հաշվարկներում օգտագործվում են հարաբերություններ, որոնք հիմնված են ստեխիոմետրիկ գործակիցների վրա, մեր պատասխանները կլինեն սխալ, եթե ստեխիոմետրիկ գործակիցները ճիշտ չլինեն:

Օրինակ 1. Սահմանափակող բաղադրիչի որոշումը

Ո՞րն է սահմանափակող բաղադրիչւ հետևյալ ռեակցիայի համար, եթե ունենք 2.80գ Al և 4.25գ Cl2:
2Al(պ)+3Cl2(գ)2AlCl3(պ)
Նախ եկեք ստուգենք, արդյո՞ք մեր ռեակցիան հավասարեցված է թե ոչ: Ինչպես տեսնում ենք ռեակցիայի երկու կողմերում ունենք երկու Al-ի ատոմ և վեց Cl-ի ատոմ ։ Հետևաբար՝ ռեակցիան ճիշտ է հավասարեցված: Այս խնդրում մեզ հայտնի է երկու ելանյութերից յուրաքանչյուրի զանգվածը և ուզում ենք իմանալ, թե որ ելանյութն առաջինը կսպառվի: Առաջին քայլում զանգվածները կվերածենք մոլերի, այնուհետև կօգտագործենք հավասարեցված ռեակցիայից ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերությունը սահմանափակող բաղադրիչը գտնելու համար:

Քայլ 1.Տրված զանգվածները վերածել մոլերի:

Մենք կարող ենք Al-ի և Cl2-ի զանգվածները վերածել մոլերի՝ օգտագործելով դրանց մոլային զանգվածները․
Al-ի մոլերը=2,80գ Al1մոլ Al26,98գ Al=1,04101մոլ Al                
Cl2իմոլերը=4,25գ Cl21մոլ Cl270,90գ Cl2=5,99102մոլ Cl2         

Քայլ 2: Ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերության միջոցով գտնել սահմանափակող բաղադրիչը։

Այժմ, երբ արդեն մենք տրված զանգվածները վերածեցինք մոլերի, կան տարբեր եղանակներ սահմանափակող բաղադրիչը որոշելու համար: Այստեղ կներկայացնենք երեք մեթոդ: Դրանք բոլորը տալիս են նույն պատասխանը, այնպես որ կարող ես ընտրել այն տարբերակը, որը քեզ ամենաշատը դուր կգա: Բոլոր երեք մեթոդներն էլ օգտագործում են ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերությունը, բայց իրարից մի փոքր տարբեր ձևերով:
ՄԵԹՈԴ 1: Առաջին մեթոդը ելանյութերի իրական մոլային հարաբերության հաշվարկն է, այնուհետև իրական հարաբերության և հավասարեցված ռեակցիայի ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերության համեմատումը:
Իրական հարաբերություն=Al-ի մոլերCl2=1,04101մոլ Al5,99102մոլ Cl2=1,74մոլ Al1 մոլ Cl2
Իրական հարաբերությունը մեզ հուշում է, որ ունենք 1.74 մոլ Al յուրաքանչյուր 1 մոլ Cl2-ի համար: Ի համեմատ դրան՝ մեր հավասարեցրած ռեակցիայի ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերությունը բերված է ստորև․
Ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերություն=2մոլ Al3մոլCl2=0.67մոլAl1մոլ Cl2
Սա նշանակում է, որ մեզ անհրաժեշտ է առնվազն 0.67 մոլ Al յուրաքանչյուր մեկ մոլ Cl2-ի համար: Քանի որ մեր իրական հարաբերությունն ավելի մեծ է, քան ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերությունը, ապա ունենք ավելի շատ Al, քան մեզ անհրաժեշտ է՝ Cl2-ի յուրաքանչյուր մեկ մոլի հետ փոխազդելու համար: Հետևաբար՝ Cl2-ը մեր սահմանափակող բաղադրիչն է, իսկ Al-ը վերցված է ավելցուկով:
ՄԵԹՈԴ 2․Կա նաև <<գուշակել և ստուգել>> տարբերակով սահմանափակող բաղադրիչը գտնելու ճանապարհ։ Այս դեպքում պետք է ընտրել ելանյութերից մեկը (կապ չունի թե որ մեկը) և ենթադրել, որ դա սահմանափակող բաղադրիչն է: Այնուհետև՝ կարող ենք հաշվել մյուս ելանյութի մոլը՝ հիմնվելով ընտրած սահմանափակող բաղադրիչի մոլերի վրա: Օրինակ՝ եթե ենթադրենք, որ Al-ը սահմնափակող բաղադրիչն է, ապա անհրաժեշտ Cl2-ի քանակն կարող ենք հաշվել այսպես.
Cl2իմոլեր=1.04101մոլ Al×3մոլ Cl22մոլ Al=1.56101մոլ Cl2
Հիմնվելով այս հաշվարկի վրա, մեզ անհրաժեշտ կլիներ 1.56101մոլ Cl2, եթե Al-ն իրոք սահմնափակող բաղադրիչն է: Քանի որ մենք ունենք 5.99102մոլ Cl2, որն ավելի քիչ է քան 1.56101մոլ Cl2-ը, ապա, ըստ մեր հաշվարկի՝ Cl2-ը կսպառվեր մինչև եղած Al-ի ամբողջությամբ փոխազդելը: Հետևաբար՝ Cl2-ը մեր սահմանափակող բաղադրիչն է:
ՄԵԹՈԴ 3: Այս մեթոդում օգտագործված է ռեակցիայի մոլ հասկացությունը: Ռեակցիայի մեկ մոլը սահմանվում է որպես հավասարեցված ռեակցիայում ստեխիոմետրիկ գործակիցներին համապատասխան մոլերով նյութերի փոխազդեցություն: Այս սահմանումը կարող է շփոթեցնող լինել, բայց գաղափարն ավելի պարզ կդառնա մեր օրինակն ուսումնասիրելիս: Տյվալ ռեակցիայում կասեինք, որ ռեակցիայի 1 մոլը այն է, երբ 2 մոլ Al-ը փոխազդում է 3 մոլ Cl2-ի հետ՝ առաջացնելով 2 մոլ AlCl3: Սա կարող ենք գրել նաև այսպես.
Ռեակցիայի 1 մոլ=2մոլ Al=3մոլ Cl2=2մոլ AlCl3
Կարող ենք կիրառել վերևում բերված կապը, որպեսզի կազմենք հարաբերություններ և յուրաքանչյուր ելանյութի մոլերը վերածենք ռեակցիայի մոլի:
1.04101մոլ Al×1ռեակցիայի մոլ2մոլ Al=5.20102ռեակցիայի մոլ            (Վերածել Al-ի մոլերը ռեակցիայի մոլերի)
5.99102մոլ Cl21ռեակցիայի մոլ3մոլ Cl2=2.00102ռեակցիայի մոլ        (Վերածել Cl2-իմոլերը ռեակցիայի մոլերի)
Ինչքան շատ ռեակցիայի մոլ ունենք, այդքան ավելի շատ ռեակցիան կարող է տեղի ունենալ: Հետևաբար, ավելի քիչ ռեակցիայի մոլերով ելանյութը սահմնափակող բաղադրիչն է, քանի որ ռեակցիան ավելի քիչ կարող է տեղի ունենալ այդ ելանյութով: Մենք տեսնում ենք, որ այս մեթոդը նաև հաստատում է, որ Cl2-ը մեր սահմանափակող բաղադրիչն է, քանի որ այն տալիս է 2.00102ռեակցիայի մոլ, որն ավելի քիչ է Al5.20102ռեակցիայի մոլից:

Օրինակ 2. Տեսական ելքի հաշվարկ

Այժմ, երբ արդեն գիտենք թե որն է սահմանափակող բաղադրիչը, կարող ենք պատասխանել հետևյալ հարցերին.
Որքա՞ն է AlCl3-ի առաջացման տեսական ելքը, եթե ունենք 4.25գ Cl2, որը ռեակցիայի սահմանափակող բաղադրիչն է:
Կարող ենք օգտագործել սահմանափակող բաղադրիչի մոլերը և հավասարեցված ռեակցիայի ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերությունները տեսական ելքը հաշվելու համար: Հավասարեցված ռեակցիայի ստեխիոմետրիկ գործակիցները հուշում են, որ յուրաքանչյուր երեք մոլ Cl2-ից ստանում ենք երկու մոլ AlCl3: Հետևաբար, տեսական ելքն արտահայտված մոլերով կլինի հետևյալը.
տեսական ելքը մոլերով=5.99102մոլ Cl22մոլAlCl33մոլ Cl2=3.99102մոլ AlCl3
Սովորաբար տեսական ելքը նշում են զանգվածի միավորներով, հետևաբար՝ AlCl3-ի մոլերը կարող ենք վերածել գրամերի՝ օգտագործելով վերջինիս մոլային զանգվածը.
Տեսական ելքը գրամերով=3.99102մոլ AlCl3133.33գ AlCl31մոլ AlCl3=5.32գ AlCl3

Տոկոսային ելք

Տեսական ելքը վերջանյութի առավելագույն քանակն է, որը կստացվեր է ռեակցիայի արդյունքում՝ հիմնվելով սահմանափակող բաղադրիչի քանակի վրա: Այնուամենայնիվ, գործնականում քիմիկոսները մի շարք պատճառներով միշտ չէ որ ստանում առավելագույն ելք: Լաբորատորիայում ռեակցիայի իրականացման ժամանակ՝ մաքրման կամ մեկուսացման փուլերի ընթացքում հաճախ տեղի է ունենում վերջանյութի կորուստ: Հնարավոր է նույնիսկ որոշես, որ արժե կորցնել վերջանյութի 10%-ը լրացուցիչ մաքրման ընթացքում, քանի որ ավելի կարևոր է ունենալ մաքուր վերջանյութ, քան առավել շատ քանակով, բայց ավելի քիչ մաքրությամբ վերջանյութ:
Դիմակ հագած զոլավոր կատուն ձեռքին գողացած հացի կտորով։
Օ՜ ոչ․․․կատուն գողացել է հացի կտորը։ Դա նշանակում է, որ իրական ելքը երեք ամբողջական հոթ դոգն է։ Եթե մեր տեսական ելքը լիներ չորս ամբողջական հոթ դոգ՝ որքա՞ն կլինի տոկոսային ելքը։
Չնայած նրան, թե ինչքան մաքուր և կոկիկ է երևում հավասարեցված ռեակցիան, ելանյութերը կարող են փոխազդել նաև անսպասելի և անցանկալի ձևերով՝ հանգեցնելով լրիվ այլ ռեակցիայի:Այդ տեսակի ռեակցիան երբեմն կոչվում է նաև կողմնակի ռեակցիա. կարող են առաջանալ անցանկալի վերջանյութեր: Իրական ելքը կարող է փոխվել՝ հիմնվելով այնպիսի գործոնների վրա, ինչպիսիք են՝ ելանյութերի և վերջանյութերի հարաբերական կայունությունը, օգտագործված քիմիական նյութերի մաքրությունը կամ տվյալ օրվա խոնավությունը: Որոշ դեպքերում հնարավոր է ռեակցիայի արդյունքում ոչ մի վերջանյութ չառաջանա և ելանյութերը մնան անփոփոխ: Հնարավորություններն անվերջ են:
Քանի որ քիմիկոսները գիտեն, որ իրական ելքը կարող է լինել ավելի քիչ, քան տեսականը՝ իրական ելքը մենք ներկայացնում ենք տոկոսային ելքի միջոցով, որը ցույց է տալիս թե տեսական ելքի քանի տոկոսն ենք ստացել: Այս հարաբերությունը կարող է շատ արժեքավոր լինել այլ մարդկանց համար, ովքեր կփորձարկեն քո ռեակցիան։ Տոկոսային ելքը որոշվում է հետևյալ հավասարումով․
տոկոսային ելք=իրական ելքտեսական ելք100%
Քանի որ տոկոսային ելքը տրվում է տոկոսներով, այն կընդունի արժեքներ զրոյից մինչև հարյուր միջակայքում: Եթե տոկոսային ելքը հարյուրից ավել ես ստացել, ապա, հավանաբար, հաշվարկում կամ չափումներում սխալ ես թույլ տվել:

Օրինակ 3: Տեսական և տոկոսային ելքի հաշվարկ

Հետևյալ ռեակցիան իրականացվել է օգտագործելով 1.56գ BaCl2, որը ռեակցիայի սահմանափակող բաղադրիչն է: Որպես ռեակցիայի հետևանքով ստացված վերջանյութ առանձնացրել ենք 1.82գ AgCl:
BaCl2(լթ)+2AgNO3(լթ)2AgCl(պ)+Ba(NO3)2(լթ)
Որքա՞ն է այս ռեակցիայի տոկոսային ելքը:
Նախ պետք է ստուգել, թե արդյոք ռեակցիան հավասարեցված է: Տեսնում ենք, որ երկու կողմերում բոլոր տեսակի ատոմների թիվը նույնն է: Այսպիսով կարող ենք անցնել ռեակցիայի տեսական ելքը հաշվելուն:

Քայլ 1.Գտնել սահմանափակող բաղադրիչի մոլերի թիվը։

Կարող ենք հաշվել BaCl2-ի մոլերն օգտագործելով վերջինիս մոլային զանգվածը.
1.56գ BaCl21մոլ BaCl2208.23գ BaCl2=7.49103մոլ BaCl2

Քայլ 2. Հաշվել վերջանյութի մոլերի թիվը:

Կարող ենք հաշվել, թե որքան մոլ AgCl կստանանք՝ օգտվելով հավասարեցված ռեակցիայի ստեխիոմետրիկ գործակիցներից: Հավասարեցված ռեակցիան մեզ հուշում է, որ յուրաքանչյուր 1 մոլ BaCl2-ից կստանանք 2 մոլ AgCl:
7.49103մոլ BaCl22մոլ AgCl1մոլ BaCl2=1.50102մոլ AgCl

Քայլ 3.Վերածել վերջանյութի մոլերը գրամերի։

Կարող ենք AgCl-ի մոլերը վերածել զանգվածի՝ գրամներով արտահայտված, օգտագործելով վերջինիս մոլային զանգվածը: Դա մեզ կտա տեսական ելքը գրամներով արտահայտված.
1.50102մոլAgCl143.32g AgCl1մոլAgCl=2.15g AgCl
Կարող ենք օգտագործել տեսական ելքն ու իրական ելքը՝ տոկոսային ելքը հաշվելու համար.
տոկոսային ելք=իրական ելքտեսական ելք100%=1.82գ AgCl2.15գ AgCl100%=84.6%ելք

Ամփոփում

Սահմանափակող բաղադրիչն այն ելանյութն է, որը ռեակցիայի ընթացքում սպառվում է առաջինը և որոշում, թե որքան վերջանյութ կարող է ստացվել: Սահմանափակող բաղադրիչը կարող ենք գտնել օգտագործելով հավասարեցված ռեակցիայի ստեխիոմետրիկ գործակիցների հարաբերությունները՝ կիրառելով Օրինակ 1-ում բերված մեթոդներից որևէ մեկը:
Սահմանափակող բաղադրիչը գտնելուց հետո՝ կարող ենք հաշվել առաջացող վերջանյութի հնարավոր առավելագույն քանակը, որը կոչվում է տեսական ելք: Քանի որ վերջանյութի իրական քանակը հիմնականում ավելի քիչ է, քան տեսականը, քիմիկոսները հաշվում են նաև տոկոսային ելքը՝ օգտագործելով իրական և տեսական ելքերի հարաբերությունը :

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: