Begränsade reaktant

Guacamole skrev:

I ett provrör finns 5cm^3 järn(III) klorid lösning, FeCl3 med koncentrationen 1mol/dm3. Man häller i 1cm^3 av en natriumhydroxidlösning med koncentrationen 3mol/dm3. Provröret skakas ordentligt och får stå i 10 minuter. Sedan mäts höjden av den bildade fällningen Fe(OH)3 

Experimentet upprepas med olika volymer av natriumhydroxidlösningen. Resultatet visas i tabellen nedan 

Volym NaOH/cm^3             Fällningens höjd/mm
1                                                             4
2                                                             8
3                                                            12
4                                                            16
5                                                           20
6                                                           20
7                                                           20

Ställ upp reaktionsformeln och visa genom beräkningar varför fällningens höjd inte ändras vid tillsats av mer än 5 cm^3 natriumhydroxid.

FeCl3 + 3NaOH --> Fe(OH)3 + 3NaCl

V(FeCl3) = 5cm^3 = 0,005dm^3

C(FeCl3) = 1 mol/dm^3

n(FeCl3) = C*v= 0,005 *1 = 0,005 mol

 

V(NaOH) = 1cm^3 = 0,01dm^3

C(NaOH) = 3mol/dm^3

n(NaOH) = 0,001*3 = 0,003 mol 

 

1 mol FeCl3 --> 0,005 mol

3mol NaOH --> 0,003 mol

1 mol NaoH --> 0,001 mol 

0,005mol> 0,001 mol

 

Det innebär att NaOH är den begränsade reaktanten eftersom det finns minst antal mol av den i lösningen, visst? Så då bör den ta slut först. Det innebär att vid 5cm^3 kommer reaktanten natriumhydroxid att ta slut och då växer inte fällningen efter den volymen. 

Nej går väl inte om NaOH är begränsande? Om du tillsätter mer och mer av NaOH så ökar mycket riktigt höjden en stund, men efter 5 cm3 sker ingen ökning. Skulle NaOH vara begränsande skulle höjden istället fortsätta öka!

 

Men samtidigt tänker jag att för varje mol NaOH krävs det 0,005 mol FeCl3 då bör den ta slut först eftersom den förbrukas mer per 0,001 mol NaOH

Nej nu har det blivit knasigt. Du har molförhållandet i reaktionsformeln - titta på den igen. Hur många mol Fe³⁺ går det åt, och hur många mol OH^- går det åt för att bilda 1 mol av Fe(OH)₃?

Jag är i varje fall väldigt kluven om ens jag tänkt rätt gällande beräkningar och den begränsade reaktanten. 

All hjälp uppskattas. 

0,001* 1000 = 1 mol NaOH

0,005* 200 = 1 mol FeCl3

1000>200

Då blir FeCl3 den begränsade reaktanten. Där det såhär man bör tänka. Att eftersom jag du hade koefficienten 0,001 och 0,005 framför respektive molekyl ska jag multiplicera de mot siffran 1 (i detta fall) för att kunna få rätt molförhållande och avgöra den begränsade reaktanten? 

Du skrev reaktionsformeln tidigare, som visar precis molförhållandet i reaktionen:

FeCl3 + 3NaOH --> Fe(OH)3 + 3NaCl

Så för att bilda 1 mol Fe(OH)₃ går det åt 1 mol FeCl₃ och 3 mol NaOH.

Till dina beräkningar. Det är alltid (alltid) en bra idé att skriva ut enheterna (och ibland/ofta ett krav för att slippa poängavdrag på en provfråga).

0,001* 1000 = 1 mol NaOH

0,005* 200 = 1 mol FeCl3

1000>200

Nu har jag nog listat ut varifrån siffrorna kommer, men du borde skriva in enheterna - nu stoppar jag in den för att visa varför det är så bra att alltid skriva enheterna:

Första raden:

1 cm3 NaOH med koncentrationen 1 mol/dm3, n=C*V = 1 mol/dm3 * 0,001 dm3

Så med enheter blir substansmängden en helt annan!

Och då du nu vet molförhållandet (1 Fe³⁺ : 3 OH^-) kan du använda det för att räkna ut hur mycket järnjoner som med 1 cm3 NaOH lösning kan omvandlas till Fe(OH)₃.

Yes, så då tänkte jag rätt gällande resonemanget? Men måste vara mer noga hur jag skriver ut svaren och alltid ta med enheten för tydlighetens skull 

Ja, järnjonerna kommer begränsa hur mycket produkt som kan bildas, och därmed hur hög pelaren kan bli.