كيف تجد المتفاعل المحدِّد

ما المتفاعل المحدِّد

في التفاعل، تُستهلك المتفاعلات بالنسبة التي تحددها المعادلة الموزونة. المتفاعل المحدِّد هو الذي ينفد أولًا ويحدد كمية الناتج الممكن تكوينها. والباقية فائضة ويتبقى شيء من كل منها.

الطريقة

1. وازن المعادلة.
2. حوّل كتلة كل متفاعل إلى مولات: المولات = الكتلة ÷ الكتلة المولية.
3. اقسم مولات كل متفاعل على معامله في المعادلة.
4. المتفاعل ذو النتيجة الأصغر هو المحدِّد.

مثال محلول

يحترق الهيدروجين في الأكسجين: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. لديك 4.0 g من H₂ و16.0 g من O₂.

• H₂: ‏4.0 ÷ 2.016 = 1.98 mol، ÷ 2 = 0.99
• O₂: ‏16.0 ÷ 32.00 = 0.50 mol، ÷ 1 = 0.50

يعطي الأكسجين الرقم الأصغر، فـ O₂ هو المتفاعل المحدِّد، رغم أن كتلته أكبر.

المردود النظري والمتبقي

الـ 0.50 mol من O₂ تكوّن 2 × 0.50 = 1.0 mol من الماء، أي 1.0 × 18.02 = 18.0 g، وهو المردود النظري. ويُستهلك 1.0 mol من H₂، أي 2.02 g، فيتبقى 4.0 − 2.02 = 1.98 g من الهيدروجين.

الكتلة التي تحصل عليها فعلًا مقسومة على المردود النظري هي المردود المئوي.

أخطاء شائعة

• مقارنة الكتل بدلًا من المولات.
• مقارنة المولات دون قسمتها على المعاملات.
• استخدام معادلة غير موزونة.

الحاسبات

تجري حاسبة المتفاعل المحدِّد كل هذا من الصيغ والكتل. وازن المعادلة أولًا بـ موازنة المعادلات الكيميائية، وابحث عن الكتل المولية بـ حاسبة الكتلة المولية وقارن نتيجتك بـ حاسبة المردود.

مثال محلول آخر

الألومنيوم والكلور: 2 Al + 3 Cl₂ → 2 AlCl₃، بدءًا من 10.0 g من Al و30.0 g من Cl₂.

• يعطي الكلور القيمة الأصغر، فـ Cl₂ هو المحدِّد.
• الناتج: 0.141 × 2 = 0.282 mol من AlCl₃، أي 0.282 × 133.34 = 37.6 g.
• الألومنيوم المستهلك: 0.282 mol، أي 7.61 g، فيتبقى 10.0 − 7.61 = 2.4 g من Al.

حين يكون المتفاعل محلولًا

للمحلول، المولات = الحجم باللتر × المولارية. 25 mL من HCl ‏2.0 M تساوي 0.025 × 2.0 = 0.050 mol. وعند جمعها مع 1.0 g من المغنيسيوم في Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂: يعطي الحمض 0.050 ÷ 2 = 0.025 مقابل 0.041 ÷ 1 للمغنيسيوم، فالحمض هو المحدِّد.

أخطاء شائعة

• تجاهل النقاوة والماء. الكاشف بنقاوة 95%، أو الهيدرات، يحتوي مركّبًا أقل مما يدل عليه وزنه.
• نسيان متفاعل بفائض كبير. الماء كمذيب، أو الهواء كمصدر للأكسجين، نادرًا ما يكون محدِّدًا، لكن يجب أن يكون متاحًا.
• لوم المتفاعل المحدِّد على المردود. المردود المنخفض مع حساب صحيح يشير إلى التفاعل أو المعالجة اللاحقة، لا إلى الحساب.