Imagine que você convide cinco amigos para sua casa e coma apenas quatro biscoitos. Só haverá cookies suficientes para quatro de seus amigos. Isso significa que os cookies são o fator limitante. Você deveria ter feito mais cookies!
Da mesma forma, geralmente há um fator limitante (também chamado reagente limitante ou Reagente limitado) em reações químicas.
Quando você realiza uma reação química no laboratório, os reagentes geralmente não estão em quantidades estequiométricas. Em outras palavras, você provavelmente não tem as proporções indicadas pela equação química balanceada.
Isso significa que em algum ponto você vai usar um dos reagentes e a reação irá parar. Este reagente é denominado reagente limitante. No exemplo acima, os cookies são o reagente limitante.
O outro reagente, aquele que é abundante, é chamado de excesso de reagente ou excesso de reagente.
Determinando qual é o reagente limitante
Dê uma olhada na seguinte reação entre amônia e dióxido de carbono, que é usado para fazer ureia (NH2)2CO. A uréia é um produto químico usado frequentemente por bioquímicos.
Essa equação nos diz que, para cada mol de dióxido de carbono, são necessários dois moles de amônia para fazer um mol de ureia e um mol de água. Suponha que 4 moles de dióxido de carbono sejam adicionados a 12 moles de amônia. Quantos mols de amônia são necessários para reagir com os 4 mols inteiros de dióxido de carbono?
Assim, quatro moles de dióxido de carbono requerem 8 moles de amônia. Isso significa que sobrarão 4 moles de amônia. Isso indica que o dióxido de carbono é o reagente limitante, enquanto a amônia é o reagente em excesso.
Você também pode descobrir qual é o limitante, descobrindo quanto dióxido de carbono é necessário para reagir com 12 moles de amônia:
Para usar todos os 12 moles de amônia, você precisaria de 6 moles de dióxido de carbono. Você só tem quatro. Isso significa que o dióxido de carbono é o reagente limitante. De qualquer maneira, você descobre que o dióxido de carbono é o reagente limitante.
O reagente limitante não é uma propriedade da equação química. Depende inteiramente de quanto você tem de uma determinada substância ao fazer uma reação.
Encontrando o Reagente Limitador ao Receber Massa de Reagentes
Agora que você sabe como encontrar o reagente limitante, dê uma olhada neste exemplo.
O cloreto de alumínio pode ser feito pela reação de alumínio e cloro:
Qual é o reagente limitante se você tem 25 g de Al e 32 g de Cl2?
Antes de começar, verifique a equação para ter certeza de que está equilibrada. Em seguida, familiarize-se com ele. Parece que 2 moles de alumínio reagem com 3 moles de Cl2 para fazer 2 moles de cloreto de alumínio. Como você conhece a relação entre os dois em moles, mas não em massa, converta a massa de ambos os reagentes em moles usando a massa molar das substâncias.
Moles de alumínio:
Moles de cloro:
Agora, e se você usar todo o alumínio? Quanto cloro seria necessário?
Você precisaria de 1,4 moles de cloro, mas não tem tanto cloro. Existe apenas 0,45 moles de cloro. Isso significa que o cloro é o reagente limitante.
Você pode confirmar isso descobrindo quantos moles de alumínio seriam necessários para reagir com todo o cloro:
Para reagir com todo o cloro, você precisaria de 0,3 mol de alumínio, e há 0,93 mol de alumínio. Isso confirma que há alumínio suficiente para reagir com todo o cloro. O cloro é o reagente limitante e o alumínio é o reagente em excesso.