Tenk deg at du inviterer fem venner til huset ditt og bare har fire informasjonskapsler. Det kommer bare til å være nok informasjonskapsler for fire av vennene dine. Dette betyr at informasjonskapslene er den begrensende faktoren. Du burde ha laget flere informasjonskapsler!
På samme måte er det vanligvis en begrensende faktor (også kalt begrensende reagens eller begrensende reaktant) i kjemiske reaksjoner.
Når du utfører en kjemisk reaksjon i laboratoriet, er reaktantene vanligvis ikke i støkiometriske mengder. Med andre ord har du sannsynligvis ikke proporsjonene som er indikert av den balanserte kjemiske ligningen.
Dette betyr at du på et tidspunkt vil bruke opp en av reaktantene, og reaksjonen vil stoppe. Denne reaktanten kalles den begrensende reaktanten. I eksemplet ovenfor er informasjonskapslene den begrensende reaktanten.
Den andre reaktanten, den det er rikelig med, kalles overflødig reaktant eller overflødig reagens.
Bestemme hvilken som er den begrensende reaktanten
Ta en titt på følgende reaksjon mellom ammoniakk og karbondioksid, som brukes til å lage urea (NH
Denne ligningen forteller oss at for hver mol karbondioksid kreves to mol ammoniakk for å lage en mol urea og en mol vann. Anta at det tilsettes 4 mol karbondioksid til 12 mol ammoniakk. Hvor mange mol ammoniakk er nødvendig for å reagere med hele 4 mol karbondioksid?
Således krever fire mol karbondioksid 8 mol ammoniakk. Dette betyr at det vil være 4 mol ammoniakk til overs. Dette indikerer at karbondioksid er den begrensende reaktanten mens ammoniakk er overflødig reaktant.
Du kan også finne ut hvilken som er begrensende ved å finne ut hvor mye karbondioksid som kreves for å reagere med 12 mol ammoniakk:
For å bruke opp alle 12 mol ammoniakk, trenger du 6 mol karbondioksid. Du har bare fire. Dette betyr at karbondioksid er den begrensende reaktanten. Uansett finner du at karbondioksid er den begrensende reaktanten.
Den begrensende reaktanten er ikke en egenskap for den kjemiske ligningen. Det avhenger helt av hvor mye du har av et gitt stoff når du gjør en reaksjon.
Finne den begrensende reaktanten når massen av reaktanter blir gitt
Nå som du vet hvordan du finner den begrensende reaktanten, ta en titt på dette eksemplet.
Aluminiumklorid kan lages ved reaksjonsaluminium og klor:
Hva er den begrensende reaktanten hvis du har 25 g Al og 32 g Cl2?
Før du begynner, sjekk ligningen for å sikre at den er balansert. Gjør deg kjent med det. Det ser ut som 2 mol aluminium reagerer med 3 mol Cl2 for å lage 2 mol aluminiumklorid. Siden du vet forholdet mellom de to i mol, men ikke etter masse, kan du konvertere massen til begge reaktantene til mol ved å bruke stoffets molare masse.
Moles av aluminium:
Mol klor:
Hva om du bruker alt aluminium? Hvor mye klor ville være nødvendig?
Du trenger 1,4 mol klor, men du har ikke så mye klor. Det er bare 0,45 mol klor. Dette betyr at klor er den begrensende reaktanten.
Du kan bekrefte dette ved å finne ut hvor mange mol aluminium som trengs for å reagere med alt klor:
For å reagere med alt klor trenger du 0,3 mol aluminium, og det er 0,93 mol aluminium. Dette bekrefter at det er nok aluminium til å reagere med alt klor. Klor er den begrensende reaktanten, og aluminium er overflødig reaktant.