خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: أدخل عدد مولات المادة الأولى (A). هذا هو المتفاعل الذي لدينا منه كمية معينة. المول هو وحدة قياس كمية المادة في الكيمياء، ويساوي 6.022 × 10²³ جسيم (أفوجادرو). تأكد من إدخال القيمة بوحدة المول. إذا كانت لديك الكتلة بدلاً من المولات، يمكنك تحويلها باستخدام الكتلة المولية: عدد المولات = الكتلة (بالجرام) / الكتلة المولية (جم/مول).
الخطوة الثانية: أدخل عدد مولات المادة الثانية (B). هذا هو المتفاعل الآخر في التفاعل. تمامًا كما في الخطوة الأولى، يجب أن تكون القيمة بالمولات. إذا كان لديك أكثر من متفاعلين، يجب تبسيط التفاعل إلى ثنائي أو استخدام حسابات متتالية. في هذا الحاسبة، نفترض تفاعلين فقط.
الخطوة الثالثة: أدخل النسبة المولارية (r). هذه هي النسبة بين معاملات المادتين في المعادلة الكيميائية الموزونة. على سبيل المثال، إذا كان التفاعل هو A + 2B → منتجات، فإن r = 2، أي أن كل مول من A يحتاج إلى 2 مول من B. تأكد من أن النسبة تعبر عن عدد مولات B المطلوبة لكل مول واحد من A. إذا كانت المعادلة 2A + 3B →، فإن r = 1.5 (3/2).
الخطوة الرابعة: يقوم الحاسب بحساب عدد مولات B اللازمة للتفاعل الكامل مع A. المعادلة: molesB_needed = molesA * r. هذه القيمة تمثل الكمية المثلى من B التي يجب توفرها لاستهلاك كل كمية A بالكامل.
الخطوة الخامسة: يقارن الحاسب بين molesB_needed و molesB_available. إذا كانت molesB_available ≥ molesB_needed، فإن A هو الكاشف المحدد (لأنه سيستهلك أولاً)، ويتبقى فائض من B. أما إذا كانت molesB_available < molesB_needed، فإن B هو الكاشف المحدد، ويتبقى فائض من A. في الحالة الأولى، يتم حساب الفائض من B: excess_B = molesB_available - molesB_needed. وفي الحالة الثانية، يتم حساب الفائض من A: excess_A = (molesB_needed - molesB_available) / r.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على حساب الكاشف المحدد بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحل هذا المثال، نحدد أولاً المادة (A) والمادة (B). يمكننا اختيار H₂ كـ A و O₂ كـ B. معامل H₂ هو 2 ومعامل O₂ هو 1، لذا فإن النسبة المولارية r = عدد مولات O₂ المطلوبة لكل مول من H₂ = 1/2 = 0.5. أدخل: molesA = 5, molesB = 3, r = 0.5. يحسب الحاسب molesB_needed = 5 * 0.5 = 2.5 مول. وبما أن molesB_available = 3 > 2.5، فإن A (H₂) هو الكاشف المحدد، و O₂ هو المادة الزائدة. حساب الفائض: excess_B = 3 - 2.5 = 0.5 مول O₂ زائد. وهذا يعني أنه بعد استهلاك كل H₂، يتبقى 0.5 مول من O₂ دون تفاعل. يمكن حساب كتلة O₂ الزائدة: الكتلة = 0.5 * 32 = 16 جم (الكتلة المولية لـ O₂ = 32 جم/مول).
الحل
نختار N₂ كـ A و H₂ كـ B. معامل N₂ هو 1 ومعامل H₂ هو 3، لذا r = 3 (مولات H₂ لكل مول N₂). أدخل: molesA = 2, molesB = 5, r = 3. molesB_needed = 2 * 3 = 6 مول. لكن لدينا فقط 5 مول من H₂، أي أقل من اللازم. إذن B (H₂) هو الكاشف المحدد. لحساب الفائض من A: أولاً، نوجد كمية A التي تستهلك مع 5 مول من H₂: molesA_consumed = 5 / 3 ≈ 1.6667 مول. الفائض من A = 2 - 1.6667 = 0.3333 مول N₂. والعائد النظري للأمونيا: من المعادلة، كل 3 مول H₂ تنتج 2 مول NH₃، إذن 5 مول H₂ تنتج (5 * 2 / 3) ≈ 3.333 مول NH₃. هذا هو أقصى محصول ممكن في ظل وجود كمية كافية من N₂. لكن بما أن N₂ زائد، فإن المحصول يحدده H₂.