Bayangkan Anda mengundang lima teman ke rumah Anda dan hanya memiliki empat kue. Hanya ada cukup kue untuk empat teman Anda. Ini berarti bahwa cookie adalah faktor pembatas. Anda seharusnya membuat lebih banyak kue!
Dengan cara yang sama, biasanya ada faktor pembatas (juga disebut pereaksi pembatas atau reaktan pembatas) dalam reaksi kimia.
Ketika Anda melakukan reaksi kimia di laboratorium, reaktan biasanya tidak dalam jumlah stoikiometri. Dengan kata lain, Anda mungkin tidak memiliki proporsi yang ditunjukkan oleh persamaan kimia yang seimbang.
Ini berarti bahwa pada titik tertentu Anda akan menggunakan salah satu reaktan, dan reaksi akan berhenti. Reaktan ini disebut reaktan pembatas. Dalam contoh di atas, cookie adalah reaktan pembatas.
Reaktan lain, yang jumlahnya banyak, disebut reaktan berlebih atau reagen berlebih.
Menentukan Yang Merupakan Pereaksi Pembatas
Perhatikan reaksi berikut antara amonia dan karbon dioksida, yang digunakan untuk membuat urea (NH2)2BERSAMA. Urea adalah bahan kimia yang sering digunakan oleh ahli biokimia.
Persamaan ini memberitahu kita bahwa untuk setiap satu mol karbon dioksida, dua mol amonia diperlukan untuk membuat satu mol urea dan satu mol air. Misalkan 4 mol karbon dioksida ditambahkan ke 12 mol amonia. Berapa mol amonia yang diperlukan untuk bereaksi dengan 4 mol karbon dioksida?
Jadi, empat mol karbon dioksida membutuhkan 8 mol amonia. Ini berarti akan ada 4 mol amonia yang tersisa. Ini menunjukkan bahwa karbon dioksida adalah reaktan pembatas sedangkan amonia adalah reaktan berlebih.
Anda juga dapat mengetahui mana yang membatasi dengan mencari tahu berapa banyak karbon dioksida yang diperlukan untuk bereaksi dengan 12 mol amonia:
Untuk menggunakan semua 12 mol amonia, Anda membutuhkan 6 mol karbon dioksida. Anda hanya memiliki empat. Ini berarti bahwa karbon dioksida adalah reaktan pembatas. Either way, Anda menemukan bahwa karbon dioksida adalah reaktan pembatas.
Reaktan pembatas bukanlah properti dari persamaan kimia. Itu sepenuhnya tergantung pada seberapa banyak Anda memiliki zat tertentu saat melakukan reaksi.
Menemukan Reaktan Pembatas Ketika Diberikan Massa Reaktan
Sekarang Anda tahu bagaimana menemukan reaktan pembatas, lihat contoh ini.
Aluminium klorida dapat dibuat dengan reaksi aluminium dan klorin:
Berapakah reaktan pembatas jika terdapat 25 g Al dan 32 g Cl2?
Sebelum memulai, periksa persamaan untuk memastikannya seimbang. Kemudian, biasakan diri Anda dengannya. Sepertinya 2 mol aluminium bereaksi dengan 3 mol Cl2 untuk membuat 2 mol aluminium klorida. Karena Anda mengetahui hubungan antara keduanya dalam mol, tetapi tidak berdasarkan massa, ubah massa kedua reaktan menjadi mol dengan menggunakan massa molar zat.
Mol aluminium:
Mol klorin:
Sekarang, bagaimana jika Anda menggunakan semua aluminium? Berapa banyak klorin yang dibutuhkan?
Anda membutuhkan 1,4 mol klorin, tetapi Anda tidak memiliki banyak klorin. Hanya ada 0,45 mol klorin. Ini berarti klorin adalah reaktan pembatas.
Anda dapat mengkonfirmasi ini dengan mencari tahu berapa mol aluminium yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan semua klorin:
Untuk bereaksi dengan semua klorin, Anda membutuhkan 0,3 mol aluminium, dan ada 0,93 mol aluminium. Ini menegaskan bahwa ada cukup aluminium untuk bereaksi dengan semua klorin. Klorin adalah reaktan pembatas, dan aluminium adalah reaktan berlebih.