Stellen Sie sich vor, Sie laden fünf Freunde zu sich nach Hause ein und haben nur vier Kekse. Es wird nur genug Kekse für vier deiner Freunde geben. Dies bedeutet, dass die Cookies der limitierende Faktor sind. Du hättest mehr Kekse machen sollen!
Ebenso gibt es in der Regel einen limitierenden Faktor (auch. genannt). begrenzende Reagenz oder begrenzender Reaktant) bei chemischen Reaktionen.
Wenn Sie eine chemische Reaktion im Labor durchführen, liegen die Reaktionspartner normalerweise nicht in stöchiometrischen Mengen vor. Mit anderen Worten, Sie haben wahrscheinlich nicht die Proportionen, die durch die ausgewogene chemische Gleichung angezeigt werden.
Dies bedeutet, dass Sie irgendwann einen der Reaktanten aufbrauchen und die Reaktion stoppt. Dieser Reaktant wird als limitierender Reaktant bezeichnet. Im obigen Beispiel sind die Cookies der limitierende Reaktant.
Der andere Reaktant, von dem es reichlich gibt, heißt der überschüssiger Reaktant oder überschüssiges Reagenz.
Bestimmen, welcher der limitierende Reaktant ist
Schauen Sie sich die folgende Reaktion zwischen Ammoniak und Kohlendioxid an, die zur Herstellung von Harnstoff (NH2)2CO. Harnstoff ist eine Chemikalie, die häufig von Biochemikern verwendet wird.
Diese Gleichung sagt uns, dass für jedes Mol Kohlendioxid zwei Mol Ammoniak benötigt werden, um ein Mol Harnstoff und ein Mol Wasser herzustellen. Nehmen wir an, dass 4 Mol Kohlendioxid zu 12 Mol Ammoniak hinzugefügt werden. Wie viele Mol Ammoniak werden benötigt, um mit den gesamten 4 Mol Kohlendioxid zu reagieren?
Somit benötigen vier Mol Kohlendioxid 8 Mol Ammoniak. Dies bedeutet, dass 4 Mol Ammoniak übrig bleiben. Dies weist darauf hin, dass Kohlendioxid der limitierende Reaktant ist, während Ammoniak der überschüssige Reaktant ist.
Sie können auch herausfinden, welche Begrenzung einschränkt, indem Sie herausfinden, wie viel Kohlendioxid erforderlich ist, um mit 12 Mol Ammoniak zu reagieren:
Um alle 12 Mol Ammoniak zu verbrauchen, benötigt man 6 Mol Kohlendioxid. Du hast nur vier. Dies bedeutet, dass Kohlendioxid der limitierende Reaktant ist. In jedem Fall stellen Sie fest, dass Kohlendioxid der limitierende Reaktant ist.
Der limitierende Reaktant ist keine Eigenschaft der chemischen Gleichung. Es hängt ganz davon ab, wie viel Sie von einer bestimmten Substanz haben, wenn Sie eine Reaktion ausführen.
Finden des limitierenden Reaktanten bei gegebener Masse an Reaktanten
Nun, da Sie wissen, wie Sie den limitierenden Reaktanten finden, sehen Sie sich dieses Beispiel an.
Aluminiumchlorid kann durch Reaktion von Aluminium und Chlor hergestellt werden:
Was ist der limitierende Reaktant, wenn Sie 25 g Al und 32 g Cl. haben?2?
Bevor Sie beginnen, überprüfen Sie die Gleichung, um sicherzustellen, dass sie ausgeglichen ist. Dann machen Sie sich damit vertraut. Es sieht so aus, als ob 2 Mol Aluminium mit 3 Mol Cl. reagieren2 um 2 Mol Aluminiumchlorid herzustellen. Da Sie die Beziehung zwischen den beiden in Mol, aber nicht in Masse kennen, rechnen Sie die Masse der beiden Reaktanten in Mol um, indem Sie die Molmasse der Stoffe verwenden.
Maulwürfe aus Aluminium:
Mol Chlor:
Was ist, wenn Sie das gesamte Aluminium verwenden? Wie viel Chlor wird benötigt?
Sie würden 1,4 Mol Chlor benötigen, aber Sie haben nicht so viel Chlor. Es gibt nur 0,45 Mol Chlor. Das bedeutet, dass Chlor der limitierende Reaktant ist.
Sie können dies bestätigen, indem Sie herausfinden, wie viele Mol Aluminium benötigt werden, um mit dem gesamten Chlor zu reagieren:
Um mit dem gesamten Chlor zu reagieren, benötigen Sie 0,3 Mol Aluminium, und es sind 0,93 Mol Aluminium. Dies bestätigt, dass genügend Aluminium vorhanden ist, um mit dem gesamten Chlor zu reagieren. Chlor ist der limitierende Reaktant und Aluminium ist der überschüssige Reaktant.