Forestil dig, at du inviterer fem venner til dit hus og kun har fire cookies. Der vil kun være nok cookies til fire af dine venner. Dette betyder, at cookies er den begrænsende faktor. Du skulle have lavet flere cookies!
På samme måde er der normalt en begrænsende faktor (også kaldet begrænsende reagens eller begrænsende reaktant) i kemiske reaktioner.
Når du udfører en kemisk reaktion i laboratoriet, er reaktanterne normalt ikke i støkiometriske mængder. Med andre ord har du sandsynligvis ikke de proportioner, der er angivet med den afbalancerede kemiske ligning.
Dette betyder, at du på et tidspunkt vil bruge en af reaktanterne op, og reaktionen vil stoppe. Denne reaktant kaldes den begrænsende reaktant. I eksemplet ovenfor er cookies den begrænsende reaktant.
Den anden reaktant, den der er masser af, kaldes overskydende reaktant eller overskydende reagens.
Bestemmelse af, hvad der er den begrænsende reaktant
Se på følgende reaktion mellem ammoniak og kuldioxid, der bruges til at fremstille urinstof (NH2)2CO. Urea er et kemikalie, der ofte bruges af biokemikere.
Denne ligning fortæller os, at for hver mol kuldioxid kræves der to mol ammoniak for at fremstille en mol urinstof og en mol vand. Antag at der tilsættes 4 mol kuldioxid til 12 mol ammoniak. Hvor mange mol ammoniak er nødvendige for at reagere med hele 4 mol kuldioxid?
Således kræver fire mol kuldioxid 8 mol ammoniak. Dette betyder, at der er 4 mol ammoniak tilbage. Dette indikerer, at kuldioxid er den begrænsende reaktant, mens ammoniak er den overskydende reaktant.
Du kan også finde ud af, hvilken der er begrænsende ved at finde ud af, hvor meget kuldioxid der kræves for at reagere med 12 mol ammoniak:
For at bruge alle 12 mol ammoniak, skal du bruge 6 mol kuldioxid. Du har kun fire. Dette betyder, at kuldioxid er den begrænsende reaktant. Uanset hvad finder du ud af, at kuldioxid er den begrænsende reaktant.
Den begrænsende reaktant er ikke en egenskab ved den kemiske ligning. Det afhænger helt af, hvor meget du har af et givet stof, når du foretager en reaktion.
Find den begrænsende reaktant, når der gives masse reaktanter
Nu hvor du ved, hvordan du finder den begrænsende reaktant, skal du kigge på dette eksempel.
Aluminiumchlorid kan fremstilles ved reaktionsaluminium og klor:
Hvad er den begrænsende reaktant, hvis du har 25 g Al og 32 g Cl2?
Før du begynder, skal du kontrollere ligningen for at sikre, at den er afbalanceret. Så gør dig fortrolig med det. Det ser ud til, at 2 mol aluminium reagerer med 3 mol Cl2 for at fremstille 2 mol aluminiumchlorid. Da du kender forholdet mellem de to i mol, men ikke efter masse, skal du konvertere massen af begge reaktanter til mol ved hjælp af stoffernes molmasse.
Mol af aluminium:
Mol klor:
Hvad nu hvis du bruger al aluminiumet? Hvor meget klor ville der være brug for?
Du har brug for 1,4 mol klor, men du har ikke så meget klor. Der er kun 0,45 mol klor. Dette betyder, at klor er den begrænsende reaktant.
Du kan bekræfte dette ved at finde ud af, hvor mange mol aluminium der er behov for for at reagere med alt klor:
For at reagere med alt klor har du brug for 0,3 mol aluminium, og der er 0,93 mol aluminium. Dette bekræfter, at der er nok aluminium til at reagere med alt klor. Klor er den begrænsende reaktant, og aluminium er den overskydende reaktant.
