Kuvittele kutsuvasi viisi ystävää kotiisi ja sinulla on vain neljä evästettä. Evästeitä riittää vain neljälle ystävällesi. Tämä tarkoittaa, että evästeet ovat rajoittava tekijä. Sinun olisi pitänyt tehdä lisää evästeitä!
Samalla tavalla on yleensä rajoittava tekijä (kutsutaan myös nimellä rajoittava reagenssi tai rajoittava reagenssi) kemiallisissa reaktioissa.
Kun suoritat kemiallisen reaktion laboratoriossa, reagenssit eivät yleensä ole stökiometrisiä määriä. Toisin sanoen, luultavasti sinulla ei ole tasapainotetun kemiallisen yhtälön osoittamia osuuksia.
Tämä tarkoittaa, että jossakin vaiheessa käytät yhden reagoivista aineista, ja reaktio loppuu. Tätä reagenssia kutsutaan rajoittavaksi reagenssiksi. Yllä olevassa esimerkissä evästeet ovat rajoittava reagenssi.
Toista reagenssia, jota on paljon, kutsutaan ylimääräinen reagenssi tai ylimääräinen reagenssi.
Rajoittavan reagenssin määrittäminen
Katsotaan seuraavaa reaktiota ammoniakin ja hiilidioksidin välillä, jota käytetään urean (NH2)2CO. Urea on kemikaali, jota biokemikot käyttävät usein.
Tämä yhtälö kertoo meille, että jokaista yhtä moolia hiilidioksidia varten tarvitaan kaksi moolia ammoniakkia, jotta saadaan yksi mooli ureaa ja yksi mooli vettä. Oletetaan, että 4 moolia hiilidioksidia lisätään 12 mooliin ammoniakkia. Kuinka monta moolia ammoniakkia tarvitaan reagoimaan kaikkien 4 moolin kanssa hiilidioksidia?
Neljä moolia hiilidioksidia tarvitsee siis 8 moolia ammoniakkia. Tämä tarkoittaa, että ammoniakkia on jäljellä 4 moolia. Tämä osoittaa, että hiilidioksidi on rajoittava reagenssi, kun taas ammoniakki on ylimääräinen reagenssi.
Voit myös selvittää, mikä on rajoittava selvittämällä, kuinka paljon hiilidioksidia tarvitaan reagoimaan 12 moolin ammoniakin kanssa:
Tarvitaksesi kaikki 12 moolia ammoniakkia tarvitset 6 moolia hiilidioksidia. Sinulla on vain neljä. Tämä tarkoittaa, että hiilidioksidi on rajoittava reagenssi. Joko niin, huomaat, että hiilidioksidi on rajoittava reagenssi.
Rajoittava reagenssi ei ole kemiallisen yhtälön ominaisuus. Se riippuu täysin siitä, kuinka paljon sinulla on tiettyä ainetta reaktion aikana.
Raja-aineen löytäminen reagoivien aineiden massasta
Nyt kun tiedät kuinka löytää rajoittava reagenssi, katsokaa tätä esimerkkiä.
Alumiinikloridi voidaan valmistaa reaktiolla alumiinilla ja kloorilla:
Mikä on rajoittava reagenssi, jos sinulla on 25 g Al: a ja 32 g Cl: ää2?
Tarkista yhtälö ennen aloittamista, että se on tasapainossa. Sitten tutustu siihen. Näyttää siltä, että 2 moolia alumiinia reagoi 3 moolin kanssa Cl2 2 moolin alumiinikloridin valmistamiseksi. Koska tiedät näiden kahden välisen suhteen moolina, mutta et massaan, muuta molempien reagenssien mooli mooleiksi käyttämällä aineiden moolimassaa.
Alumiinimoolit:
Moolit klooria:
Entä jos käytät kaikkea alumiinia? Kuinka paljon klooria tarvittaisiin?
Tarvitset 1,4 moolia klooria, mutta sinulla ei ole niin paljon klooria. Klooria on vain 0,45 moolia. Tämä tarkoittaa, että kloori on rajoittava reagenssi.
Voit vahvistaa tämän selvittämällä, kuinka monta moolia alumiinia tarvitaan reaktioon koko kloorin kanssa:
Reagoidaksesi kaiken kloorin kanssa tarvitset 0,3 mol alumiinia, ja alumiinia on 0,93 moolia. Tämä vahvistaa, että alumiinia on tarpeeksi reagoimaan koko kloorin kanssa. Kloori on rajoittava reagenssi, ja alumiini on ylimääräinen reagenssi.