Představte si, že pozvete do svého domu pět přátel a máte jen čtyři sušenky. K dispozici bude dostatek cookies pouze pro čtyři vaše přátele. To znamená, že cookies jsou omezujícím faktorem. Měl jsi udělat více cookies!
Stejným způsobem obvykle existuje omezující faktor (nazývaný také omezující činidlo nebo omezující reaktant) v chemických reakcích.
Když provádíte chemickou reakci v laboratoři, reaktanty obvykle nejsou ve stechiometrických množstvích. Jinými slovy, pravděpodobně nemáte proporce, které jsou indikovány vyváženou chemickou rovnicí.
To znamená, že v určitém okamžiku spotřebujete jeden z reaktantů a reakce se zastaví. Tento reaktant se nazývá omezující reaktant. Ve výše uvedeném příkladu jsou soubory cookie omezující reaktant.
Druhý reaktant, kterého je spousta, se nazývá přebytek reaktantu nebo přebytek činidla.
Určení, která je limitující reaktant
Podívejte se na následující reakci mezi amoniakem a oxidem uhličitým, který se používá k výrobě močoviny (NH2)2CO. Močovina je chemická látka, kterou často používají biochemici.
Tato rovnice nám říká, že na každý jeden mol oxidu uhličitého jsou zapotřebí dva moly čpavku, aby se vytvořil jeden mol močoviny a jeden mol vody. Předpokládejme, že k 12 molům amoniaku jsou přidány 4 moly oxidu uhličitého. Kolik molů amoniaku je potřeba k reakci s celými 4 moly oxidu uhličitého?
Čtyři moly oxidu uhličitého tedy vyžadují 8 moly amoniaku. To znamená, že zbývají 4 moly čpavku. To naznačuje, že oxid uhličitý je omezujícím reaktantem, zatímco amoniak je přebytečným reaktantem.
Můžete také zjistit, který z nich omezuje, a to zjišťováním toho, kolik oxidu uhličitého je zapotřebí k reakci s 12 moly amoniaku:
Abyste spotřebovali všech 12 molů amoniaku, potřebujete 6 molů oxidu uhličitého. Máte jen čtyři. To znamená, že oxid uhličitý je omezujícím reaktantem. Ať tak či onak, zjistíte, že oxid uhličitý je omezujícím reaktantem.
Omezující reaktant není vlastností chemické rovnice. Záleží zcela na tom, kolik máte dané látky při reakci.
Nalezení omezujícího reaktantu při stanovení množství reaktantů
Nyní, když víte, jak najít omezující reaktant, podívejte se na tento příklad.
Chlorid hlinitý lze vyrobit reakcí hliníku a chloru:
Jaký je limitující reaktant, pokud máte 25 g Al a 32 g Cl2?
Před začátkem zkontrolujte rovnici a ujistěte se, že je vyvážená. Poté se s tím seznamte. Vypadá to, že 2 moly hliníku reagují se 3 moly Cl2 aby se vyrobily 2 moly chloridu hlinitého. Vzhledem k tomu, že znáte vztah mezi nimi v molech, ale ne podle hmotnosti, převeďte hmotnost obou reaktantů na moly pomocí molární hmotnosti látek.
Krtci z hliníku:
Mole chlóru:
Co když použijete veškerý hliník? Kolik chloru by bylo potřeba?
Budete potřebovat 1,4 molu chloru, ale nemáte tolik chloru. Existuje pouze 0,45 molu chloru. To znamená, že chlor je omezujícím reaktantem.
Můžete to potvrdit zjišťováním, kolik molů hliníku by bylo potřeba k reakci se všemi chlóry:
K reakci se vším chlorem potřebujete 0,3 mol hliníku a 0,93 mol hliníku. To potvrzuje, že existuje dostatek hliníku, aby reagoval s veškerým chlorem. Chlor je omezující reaktant a hliník je přebytečný reaktant.