Kujutage ette, et kutsute oma koju viis sõpra ja teil on ainult neli küpsist. Küpsiseid jätkub vaid neljale teie sõbrale. See tähendab, et küpsised on piiravaks teguriks. Oleksite pidanud rohkem küpsiseid tegema!
Samamoodi on tavaliselt piirav tegur (nimetatakse ka piirav reaktiiv või piirav reagent) keemilistes reaktsioonides.
Kui teete laboris keemilise reaktsiooni, ei ole reaktiivid tavaliselt stöhhiomeetrilises koguses. Teisisõnu, tõenäoliselt pole teil proportsioone, millele viitab tasakaalustatud keemiline võrrand.
See tähendab, et ühel hetkel kulutate ühe reagendi ära ja reaktsioon peatub. Seda reagenti nimetatakse piiravaks reaktandiks. Ülaltoodud näites on küpsised piiravaks reaktiiviks.
Teist reaktiivi, seda, mida on palju, nimetatakse reagendi liig või reagendi liig.
Piirreageeriva aine määramine
Heitke pilk järgmisele reaktsioonile ammoniaagi ja karbamiidi (NH2)2CO. Karbamiid on kemikaal, mida biokeemikud sageli kasutavad.
See võrrand ütleb meile, et ühe mooli süsinikdioksiidi kohta on ühe mooli karbamiidi ja ühe mooli saamiseks vaja kahte mooli ammoniaaki. Oletame, et 12 moolile ammoniaagile lisatakse 4 mooli süsinikdioksiidi. Mitu ammoniaaki on vaja, et reageerida kogu 4 moolile süsinikdioksiidile?
Seega vajavad neli mooli süsinikdioksiidi 8 mooli ammoniaaki. See tähendab, et ammoniaaki jääb järele 4 mooli. See näitab, et süsinikdioksiid on piirav reaktiiv, samas kui ammoniaak on reagendi liig.
Samuti võiksite välja selgitada, milline neist piirab, selgitades välja, kui palju süsinikdioksiidi on vaja reageerida 12 mooli ammoniaagiga:
Kõigi 12 mooli ammoniaagi kulutamiseks vajate 6 mooli süsinikdioksiidi. Teil on ainult neli. See tähendab, et süsinikdioksiid on piirav reaktiiv. Mõlemal juhul leiate, et süsinikdioksiid on piirav reaktiiv.
Piirav reaktiiv ei ole keemilise võrrandi omadus. See sõltub täielikult sellest, kui palju teil on reaktsiooni tegemisel antud ainet.
Piirava reaktiivi leidmine reaktiivide massi andmisel
Nüüd, kui teate, kuidas leida piirav reaktiiv, vaadake seda näidet.
Alumiiniumkloriidi saab valmistada alumiiniumi ja kloori reaktsiooniga:
Mis on piirav reaktiiv, kui teil on 25 g Al ja 32 g Cl2?
Enne alustamist kontrollige võrrandit, et see oleks tasakaalus. Seejärel tutvuge sellega. Tundub, et 2 mooli alumiiniumi reageerivad 3 mooliga Cl2 2 mooli alumiiniumkloriidi valmistamiseks. Kuna teate nende kahe suhet moolides, kuid mitte massi järgi, teisendage mõlema reagendi mass moolideks, kasutades ainete molaarmassit.
Alumiiniumi moolid:
Moolid kloorist:
Mis siis, kui kasutate kogu alumiiniumi? Kui palju kloori oleks vaja?
Te vajaksite 1,4 mooli kloori, kuid teil pole nii palju kloori. Kloori on ainult 0,45 mooli. See tähendab, et kloor on piirav reaktiiv.
Seda saate kinnitada, selgitades välja, kui palju mooli alumiiniumi oleks vaja kogu klooriga reageerimiseks:
Kogu klooriga reageerimiseks vajate 0,3 mol alumiiniumi ja alumiiniumi on 0,93 mooli. See kinnitab, et kogu klooriga reageerimiseks on piisavalt alumiiniumi. Kloor on piirav reaktiiv ja alumiinium on reagendi liig.