Stel je voor dat je vijf vrienden bij je thuis uitnodigt en maar vier koekjes hebt. Er zullen maar genoeg koekjes zijn voor vier van je vrienden. Dit betekent dat de cookies de beperkende factor zijn. Je had meer koekjes moeten maken!
Op dezelfde manier is er meestal een beperkende factor (ook wel beperkend reagens of beperkende reactant) bij chemische reacties.
Als je een chemische reactie in het laboratorium uitvoert, zijn de reactanten meestal niet in stoichiometrische hoeveelheden. Met andere woorden, je hebt waarschijnlijk niet de verhoudingen die worden aangegeven door de uitgebalanceerde chemische vergelijking.
Dit betekent dat je op een gegeven moment een van de reactanten opgebruikt en de reactie stopt. Deze reactant wordt de beperkende reactant genoemd. In het bovenstaande voorbeeld zijn de cookies de beperkende reactant.
De andere reactant, die er volop is, wordt de. genoemd overtollige reactant of overtollig reagens.
Bepalen welke de beperkende reactant is
Kijk eens naar de volgende reactie tussen ammoniak en kooldioxide, dat wordt gebruikt om ureum (NH .) te maken
Deze vergelijking vertelt ons dat voor elke mol koolstofdioxide twee mol ammoniak nodig zijn om één mol ureum en één mol water te maken. Stel dat 4 mol kooldioxide wordt toegevoegd aan 12 mol ammoniak. Hoeveel mol ammoniak zijn er nodig om te reageren met de volledige 4 mol koolstofdioxide?
Voor vier mol kooldioxide is dus 8 mol ammoniak nodig. Dit betekent dat er 4 mol ammoniak overblijft. Dit geeft aan dat koolstofdioxide de beperkende reactant is, terwijl ammoniak de overtollige reactant is.
Je kunt ook uitzoeken welke beperkend is door uit te zoeken hoeveel koolstofdioxide nodig is om te reageren met 12 mol ammoniak:
Om alle 12 mol ammoniak op te gebruiken, heb je 6 mol koolstofdioxide nodig. Je hebt er maar vier. Dit betekent dat koolstofdioxide de beperkende reactant is. Hoe dan ook, je ontdekt dat koolstofdioxide de beperkende reactant is.
De beperkende reactant is geen eigenschap van de chemische vergelijking. Het hangt er helemaal van af hoeveel je van een bepaalde stof hebt wanneer je een reactie uitvoert.
De beperkende reactant vinden wanneer de massa aan reactanten wordt gegeven
Nu je weet hoe je de beperkende reactant kunt vinden, kijk eens naar dit voorbeeld.
Aluminiumchloride kan worden gemaakt door reactie aluminium en chloor:
Wat is de beperkende reactant als je 25 g Al en 32 g Cl. hebt2?
Controleer voordat u begint de vergelijking om er zeker van te zijn dat deze in evenwicht is. Maak er dan kennis mee. Het lijkt erop dat 2 mol aluminium reageert met 3 mol Cl2 om 2 mol aluminiumchloride te maken. Omdat je de relatie tussen de twee in mol kent, maar niet in massa, converteer je de massa van beide reactanten in mol door de molaire massa van de stoffen te gebruiken.
Mollen aluminium:
Mollen chloor:
Wat als je al het aluminium gebruikt? Hoeveel chloor zou er nodig zijn?
Je zou 1,4 mol chloor nodig hebben, maar zoveel chloor heb je niet. Er is slechts 0,45 mol chloor. Dit betekent dat chloor de beperkende reactant is.
U kunt dit bevestigen door uit te zoeken hoeveel mol aluminium er nodig is om met al het chloor te reageren:
Om met al het chloor te reageren, heb je 0,3 mol aluminium nodig, en er zijn 0,93 mol aluminium. Dit bevestigt dat er voldoende aluminium is om met al het chloor te reageren. Chloor is de beperkende reactant en aluminium is de overtollige reactant.