Представете си, че каните петима приятели у дома си и имате само четири бисквитки. Ще има достатъчно бисквитки само за четирима от вашите приятели. Това означава, че бисквитките са ограничителният фактор. Трябваше да направите повече бисквитки!
По същия начин обикновено има ограничаващ фактор (наричан още ограничаващ реагент или ограничаващ реагент) в химични реакции.
Когато провеждате химическа реакция в лабораторията, реагентите обикновено не са в стехиометрични количества. С други думи, вероятно нямате пропорциите, посочени от балансираното химично уравнение.
Това означава, че в един момент ще изразходвате един от реагентите и реакцията ще спре. Този реагент се нарича ограничаващ реагент. В горния пример бисквитките са ограничителният реагент.
Другият реагент, този, който има в изобилие, се нарича излишък от реагент или излишък от реактив.
Определяне кой е ограничителният реагент
Погледнете следната реакция между амоняк и въглероден диоксид, който се използва за получаване на урея (NH2)2CO. Уреята е химикал, често използван от биохимиците.
Това уравнение ни казва, че за всеки един мол въглероден диоксид са необходими два мола амоняк, за да се получат един мол урея и един мол вода. Да предположим, че 4 мола въглероден диоксид се добавят към 12 мола амоняк. Колко мола амоняк са необходими, за да реагират с всичките 4 мола въглероден диоксид?
По този начин, четири мола въглероден диоксид изискват 8 мола амоняк. Това означава, че ще останат 4 мола амоняк. Това показва, че въглеродният диоксид е ограничителният реагент, докато амонякът е излишъкът.
Можете също така да разберете кое ограничава, като разберете колко въглероден диоксид е необходим, за да реагира с 12 мола амоняк:
За да изразходвате всички 12 мола амоняк, ще ви трябват 6 мола въглероден диоксид. Имате само четири. Това означава, че въглеродният диоксид е ограничителният реагент. Така или иначе откривате, че въглеродният диоксид е ограничителният реагент.
Ограничителният реагент не е свойство на химичното уравнение. Зависи изцяло от това колко имате от дадено вещество, когато правите реакция.
Намиране на ограничителния реагент при дадена маса реактиви
След като знаете как да намерите ограничителния реагент, разгледайте този пример.
Алуминиевият хлорид може да се получи чрез реакция на алуминий и хлор:
Какъв е ограничителният реагент, ако имате 25 g Al и 32 g Cl2?
Преди да започнете, проверете уравнението, за да се уверите, че е балансирано. След това се запознайте с него. Изглежда, че 2 мола алуминий реагират с 3 мола Cl2 за да се получат 2 мола алуминиев хлорид. Тъй като знаете връзката между двете в молове, но не по маса, преобразувайте масата на двата реагента в моли, като използвате моларната маса на веществата.
Бенки алуминий:
Бенки хлор:
А сега, ако използвате целия алуминий? Колко хлор би бил необходим?
Ще ви трябват 1,4 мола хлор, но нямате толкова много хлор. Има само 0,45 мола хлор. Това означава, че хлорът е ограничителният реагент.
Можете да потвърдите това, като разберете колко мола алуминий ще са необходими, за да реагирате с целия хлор:
За да реагирате с целия хлор, ще ви трябват 0,3 mol алуминий и има 0,93 mol алуминий. Това потвърждава, че има достатъчно алуминий, за да реагира с целия хлор. Хлорът е ограничителният реагент, а алуминият е излишъкът.