Imaginați-vă că invitați cinci prieteni în casa dvs. și aveți doar patru fursecuri. Vor exista suficiente cookie-uri pentru patru prieteni. Aceasta înseamnă că cookie-urile sunt factorul limitativ. Ar fi trebuit să faci mai multe cookie-uri!
În același mod, există de obicei un factor limitativ (numit și reactiv limitativ sau reactant limitativ) în reacțiile chimice.
Când efectuați o reacție chimică în laborator, reactanții nu sunt de obicei în cantități stoichiometrice. Cu alte cuvinte, probabil că nu aveți proporțiile indicate de ecuația chimică echilibrată.
Aceasta înseamnă că la un moment dat veți consuma unul dintre reactanți și reacția se va opri. Acest reactant este numit reactant limitativ. În exemplul de mai sus, cookie-urile sunt reactantul limitativ.
Celălalt reactant, cel din abundență, se numește reactant în exces sau exces de reactiv.
Determinarea care este reactantul limitativ
Aruncați o privire la următoarea reacție dintre amoniac și dioxid de carbon, care este utilizată pentru a produce uree (NH2)2CO. Ureea este o substanță chimică des utilizată de biochimiști.
Această ecuație ne spune că pentru fiecare mol de dioxid de carbon sunt necesari doi moli de amoniac pentru a face un mol de uree și un mol de apă. Să presupunem că 4 moli de dioxid de carbon sunt adăugați la 12 moli de amoniac. Câți moli de amoniac sunt necesari pentru a reacționa cu cei 4 moli de dioxid de carbon?
Astfel, patru moli de dioxid de carbon necesită 8 moli de amoniac. Aceasta înseamnă că vor rămâne 4 moli de amoniac. Acest lucru indică faptul că dioxidul de carbon este reactantul limitativ, în timp ce amoniacul este reactantul în exces.
De asemenea, ați putea da seama care dintre ele limitează, aflând cât de mult dioxid de carbon este necesar pentru a reacționa cu 12 moli de amoniac:
Pentru a consuma toți cei 12 moli de amoniac, ai avea nevoie de 6 moli de dioxid de carbon. Ai doar patru. Aceasta înseamnă că dioxidul de carbon este reactantul limitativ. Oricum ar fi, descoperiți că dioxidul de carbon este reactantul limitativ.
Reactantul limitativ nu este o proprietate a ecuației chimice. Depinde în totalitate de cât de mult aveți dintr-o anumită substanță atunci când faceți o reacție.
Găsirea reactantului limitativ atunci când i se administrează o masă de reactivi
Acum, că știi cum să găsești reactantul limitativ, aruncă o privire la acest exemplu.
Clorura de aluminiu poate fi obținută prin reacție aluminiu și clor:
Care este reactantul limitativ dacă aveți 25 g de Al și 32 g de Cl2?
Înainte de a începe, verificați ecuația pentru a vă asigura că este echilibrată. Apoi, familiarizați-vă cu el. Se pare că 2 moli de aluminiu reacționează cu 3 moli de Cl2 pentru a face 2 moli de clorură de aluminiu. Deoarece știți relația dintre cei doi în moli, dar nu în masă, convertiți masa ambilor reactanți în moli folosind masa molară a substanțelor.
Alunițe de aluminiu:
Aluniți de clor:
Acum, ce se întâmplă dacă folosești tot aluminiu? Cât de mult clor ar fi nevoie?
Ai avea nevoie de 1,4 moli de clor, dar nu ai atât de mult clor. Există doar 0,45 moli de clor. Aceasta înseamnă că clorul este reactantul limitativ.
Puteți confirma acest lucru stabilind câte moli de aluminiu ar fi necesari pentru a reacționa cu tot clorul:
Pentru a reacționa cu tot clorul, ai avea nevoie de 0,3 moli de aluminiu și există 0,93 moli de aluminiu. Acest lucru confirmă faptul că există suficient aluminiu pentru a reacționa cu tot clorul. Clorul este reactantul limitativ, iar aluminiul este reactantul în exces.