Immagina di invitare cinque amici a casa tua e di avere solo quattro biscotti. Ci saranno abbastanza biscotti solo per quattro dei tuoi amici. Ciò significa che i cookie sono il fattore limitante. Avresti dovuto fare più biscotti!
Allo stesso modo, di solito c'è un fattore limitante (chiamato anche reagente limitante o reagente limitante) nelle reazioni chimiche.
Quando si esegue una reazione chimica in laboratorio, i reagenti di solito non sono in quantità stechiometriche. In altre parole, probabilmente non hai le proporzioni indicate dall'equazione chimica bilanciata.
Ciò significa che ad un certo punto esaurirai uno dei reagenti e la reazione si fermerà. Questo reagente è chiamato reagente limitante. Nell'esempio sopra, i cookie sono il reagente limitante.
L'altro reagente, quello in abbondanza, si chiama reagente in eccesso o reagente in eccesso.
Determinazione del reagente limitante Limit
Dai un'occhiata alla seguente reazione tra ammoniaca e anidride carbonica, che viene utilizzata per produrre l'urea (NH2)2CO. L'urea è una sostanza chimica spesso utilizzata dai biochimici.
Questa equazione ci dice che per ogni mole di anidride carbonica, sono necessarie due moli di ammoniaca per produrre una mole di urea e una mole di acqua. Supponiamo di aggiungere 4 moli di anidride carbonica a 12 moli di ammoniaca. Quante moli di ammoniaca sono necessarie per reagire con tutte e 4 le moli di anidride carbonica?
Quindi, quattro moli di anidride carbonica richiedono 8 moli di ammoniaca. Ciò significa che rimarranno 4 moli di ammoniaca. Ciò indica che l'anidride carbonica è il reagente limitante mentre l'ammoniaca è il reagente in eccesso.
Potresti anche capire quale è limitante calcolando quanta anidride carbonica è necessaria per reagire con 12 moli di ammoniaca:
Per consumare tutte e 12 le moli di ammoniaca, avresti bisogno di 6 moli di anidride carbonica. Ne hai solo quattro. Ciò significa che l'anidride carbonica è il reagente limitante. Ad ogni modo, scopri che l'anidride carbonica è il reagente limitante.
Il reagente limitante non è una proprietà dell'equazione chimica. Dipende interamente da quanto hai di una data sostanza quando fai una reazione.
Trovare il reagente limitante quando viene data la massa dei reagenti
Ora che sai come trovare il reagente limitante, dai un'occhiata a questo esempio.
Il cloruro di alluminio può essere prodotto dalla reazione di alluminio e cloro:
Qual è il reagente limitante se hai 25 g di Al e 32 g di Cl2?
Prima di iniziare, controlla l'equazione per assicurarti che sia bilanciata. Quindi, familiarizza con esso. Sembra che 2 moli di alluminio reagiscano con 3 moli di Cl2 per ottenere 2 moli di cloruro di alluminio. Poiché conosci la relazione tra i due in moli, ma non in massa, converti la massa di entrambi i reagenti in moli usando la massa molare delle sostanze.
Mole di alluminio:
Moli di cloro:
E se usassi tutto l'alluminio? Quanto cloro servirebbe?
Avresti bisogno di 1,4 moli di cloro, ma non hai molto cloro. Ci sono solo 0,45 moli di cloro. Ciò significa che il cloro è il reagente limitante.
Puoi confermarlo calcolando quante moli di alluminio sarebbero necessarie per reagire con tutto il cloro:
Per reagire con tutto il cloro avresti bisogno di 0,3 moli di alluminio e ci sono 0,93 moli di alluminio. Ciò conferma che c'è abbastanza alluminio per reagire con tutto il cloro. Il cloro è il reagente limitante e l'alluminio è il reagente in eccesso.