Imagina que invitas a cinco amigos a tu casa y solo tienes cuatro galletas. Solo habrá suficientes galletas para cuatro de tus amigos. Esto significa que las cookies son el factor limitante. ¡Deberías haber hecho más galletas!
De la misma forma, suele existir un factor limitante (también llamado reactivo limitante o reactivo limitante) en reacciones químicas.
Cuando se lleva a cabo una reacción química en el laboratorio, los reactivos no suelen estar en cantidades estequiométricas. En otras palabras, probablemente no tenga las proporciones indicadas por la ecuación química balanceada.
Esto significa que en algún momento consumirá uno de los reactivos y la reacción se detendrá. Este reactivo se llama reactivo limitante. En el ejemplo anterior, las cookies son el reactivo limitante.
El otro reactivo, el que hay en abundancia, se llama exceso de reactivo o exceso de reactivo.
Determinar cuál es el reactivo limitante
Observe la siguiente reacción entre el amoníaco y el dióxido de carbono, que se usa para producir urea (NH
2)2CO. La urea es una sustancia química que los bioquímicos utilizan con frecuencia.Esta ecuación nos dice que por cada mol de dióxido de carbono, se requieren dos moles de amoníaco para producir un mol de urea y un mol de agua. Suponga que se agregan 4 moles de dióxido de carbono a 12 moles de amoníaco. ¿Cuántos moles de amoníaco se necesitan para reaccionar con los 4 moles completos de dióxido de carbono?
Por tanto, cuatro moles de dióxido de carbono requieren 8 moles de amoniaco. Esto significa que quedarán 4 moles de amoníaco. Esto indica que el dióxido de carbono es el reactivo limitante mientras que el amoniaco es el reactivo en exceso.
También puede averiguar cuál está limitando calculando cuánto dióxido de carbono se requiere para reaccionar con 12 moles de amoníaco:
Para utilizar los 12 moles de amoníaco, necesitaría 6 moles de dióxido de carbono. Solo tienes cuatro. Esto significa que el dióxido de carbono es el reactivo limitante. De cualquier manera, encontrará que el dióxido de carbono es el reactivo limitante.
El reactivo limitante no es una propiedad de la ecuación química. Depende enteramente de la cantidad que tenga de una sustancia determinada al realizar una reacción.
Hallar el reactivo limitante cuando se le da una masa de reactivos
Ahora que sabe cómo encontrar el reactivo limitante, mire este ejemplo.
El cloruro de aluminio puede obtenerse por reacción de aluminio y cloro:
¿Cuál es el reactivo limitante si tiene 25 g de Al y 32 g de Cl?2?
Antes de comenzar, verifique la ecuación para asegurarse de que esté equilibrada. Luego, familiarízate con él. Parece que 2 moles de aluminio reaccionan con 3 moles de Cl.2 para hacer 2 moles de cloruro de aluminio. Como conoce la relación entre los dos en moles, pero no en masa, convierta la masa de ambos reactivos en moles utilizando la masa molar de las sustancias.
Moles de aluminio:
Moles de cloro:
Ahora, ¿qué pasa si usa todo el aluminio? ¿Cuánto cloro se necesitaría?
Necesitaría 1,4 moles de cloro, pero no tiene tanto cloro. Solo hay 0,45 moles de cloro. Esto significa que el cloro es el reactivo limitante.
Puede confirmar esto calculando cuántos moles de aluminio se necesitarían para reaccionar con todo el cloro:
Para reaccionar con todo el cloro se necesitarían 0,3 moles de aluminio y hay 0,93 moles de aluminio. Esto confirma que hay suficiente aluminio para reaccionar con todo el cloro. El cloro es el reactivo limitante y el aluminio es el reactivo en exceso.