Predstavte si, že pozvete do svojho domu päť priateľov a budete mať iba štyri sušienky. K dispozícii bude dostatok cookies iba pre štyroch vašich priateľov. To znamená, že cookies sú limitujúcim faktorom. Mali ste pripraviť viac cookies!
Rovnakým spôsobom zvyčajne existuje obmedzujúci faktor (nazývaný tiež obmedzujúce činidlo alebo obmedzujúci reaktant) pri chemických reakciách.
Keď uskutočňujete chemickú reakciu v laboratóriu, reaktanty zvyčajne nie sú v stechiometrických množstvách. Inými slovami, pravdepodobne nemáte proporcie, ktoré označuje vyvážená chemická rovnica.
To znamená, že v určitom okamihu spotrebujete jeden z reaktantov a reakcia sa zastaví. Tento reaktant sa nazýva limitujúci reaktant. Vo vyššie uvedenom príklade sú cookies obmedzujúcim reaktantom.
Druhý reaktant, ktorého je veľa, sa nazýva prebytok reaktantu alebo prebytočné činidlo.
Určenie, ktoré je limitujúcim reaktantom
Zoznámte sa s nasledujúcou reakciou medzi amoniakom a oxidom uhličitým, ktorý sa používa na výrobu močoviny (NH2)2CO. Močovina je chemická látka, ktorú často používajú biochemici.
Táto rovnica nám hovorí, že na každý jeden mól oxidu uhličitého sú potrebné dva móly amoniaku, aby sa vyrobil jeden mól močoviny a jeden mól vody. Predpokladajme, že k 12 molom amoniaku sa pridajú 4 móly oxidu uhličitého. Koľko mólov amoniaku je potrebných na reakciu s celými 4 mólmi oxidu uhličitého?
Štyri móly oxidu uhličitého teda vyžadujú 8 mólov amoniaku. To znamená, že zostanú 4 móly amoniaku. To naznačuje, že oxid uhličitý je limitujúcim reaktantom, zatiaľ čo amoniak je prebytočným reaktantom.
Môžete tiež zistiť, ktorá z nich je obmedzujúca, zistením množstva oxidu uhličitého, ktoré je potrebné na reakciu s 12 mólmi amoniaku:
Na to, aby ste spotrebovali všetkých 12 molov amoniaku, by ste potrebovali 6 molov oxidu uhličitého. Máte iba štyri. To znamená, že oxid uhličitý je limitujúcim reaktantom. Či tak alebo onak, zistíte, že oxid uhličitý je limitujúcim reaktantom.
Limitujúci reaktant nie je vlastnosťou chemickej rovnice. To úplne závisí od toho, koľko máte z danej látky pri reakcii.
Nájdenie limitujúceho reaktantu pri stanovení množstva reaktantov
Teraz, keď viete, ako nájsť obmedzujúcu reaktantu, pozrite sa na tento príklad.
Chlorid hlinitý sa dá vyrobiť reakciou hliníka a chlóru:
Aký je limitujúci reaktant, ak máte 25 g Al a 32 g Cl2?
Pred začiatkom rovnicu skontrolujte, či je vyvážená. Potom sa s tým oboznámte. Vyzerá to, že 2 móly hliníka reagujú s 3 mólmi chlóru2 aby sa vyrobili 2 móly chloridu hlinitého. Pretože poznáte vzájomný vzťah v moloch, ale nie podľa hmotnosti, urobte pomocou mólovej hmotnosti látok hmotnosť oboch reaktantov na móly.
Mole z hliníka:
Móly chlóru:
Čo teraz, keď použijete všetok hliník? Koľko chlóru by bolo treba?
Potrebovali by ste 1,4 mól chlóru, ale toľko chlóru nemáte. Existuje iba 0,45 mólu chlóru. To znamená, že chlór je limitujúcim reaktantom.
Môžete to potvrdiť zistením, koľko mólov hliníka by bolo potrebných na reakciu so všetkým chlórom:
Na reakciu so všetkým chlórom by ste potrebovali 0,3 molu hliníka a 0,93 molu hliníka. To potvrdzuje, že je dostatok hliníka na reakciu so všetkým chlórom. Chlór je limitujúcim reaktantom a hliník je nadbytočným reaktantom.