Predstavljajte si, da v svojo hišo povabite pet prijateljev in imate samo štiri piškote. Piškotkov bo dovolj samo za štiri vaše prijatelje. To pomeni, da so piškotki omejevalni dejavnik. Morali bi narediti več piškotkov!
Na enak način običajno obstaja omejevalni dejavnik (imenovan tudi omejevalni reagent ali omejevalni reagent) v kemijskih reakcijah.
Ko izvajate kemijsko reakcijo v laboratoriju, reaktanti običajno niso v stehiometričnih količinah. Z drugimi besedami, verjetno nimate razmerij, ki jih kaže uravnotežena kemijska enačba.
To pomeni, da boste na neki točki porabili enega od reaktantov in reakcija se bo ustavila. Ta reaktant se imenuje omejevalni reaktant. V zgornjem primeru so piškotki omejevalni reaktant.
Drugi reaktant, tistega, ki ga je na pretek, se imenuje presežek reaktanta ali presežek reagenta.
Ugotavljanje, kateri je mejni reaktant
Oglejte si naslednjo reakcijo med amoniakom in ogljikovim dioksidom, ki se uporablja za tvorbo sečnine (NH2)2CO. Sečnina je kemikalija, ki jo biokemiki pogosto uporabljajo.
Ta enačba nam pove, da sta za vsak mol ogljikovega dioksida potrebna dva mola amoniaka, da dobimo en mol sečnine in en mol vode. Recimo, da se 12 molom amoniaka dodajo 4 moli ogljikovega dioksida. Koliko molov amoniaka je potrebnih za reakcijo s celotnimi 4 moli ogljikovega dioksida?
Tako štirje moli ogljikovega dioksida zahtevajo 8 molov amoniaka. To pomeni, da bodo ostali 4 moli amoniaka. To kaže, da je ogljikov dioksid omejevalni reaktant, amonijak pa presežek reaktanta.
Prav tako lahko ugotovite, katera omejuje, tako da ugotovite, koliko ogljikovega dioksida je potrebno za reakcijo z 12 moli amoniaka:
Da bi porabili vseh 12 molov amoniaka, bi potrebovali 6 molov ogljikovega dioksida. Imate samo štiri. To pomeni, da je ogljikov dioksid omejevalni reaktant. Kakor koli že, ugotovili ste, da je ogljikov dioksid omejujoči reaktant.
Omejevalni reagent ni lastnost kemijske enačbe. Popolnoma je odvisno od tega, koliko imate dane snovi pri reakciji.
Iskanje mejnega reaktanta pri masi reaktantov
Zdaj, ko veste, kako najti omejujoči reagent, si oglejte ta primer.
Aluminijev klorid lahko dobimo z reakcijo aluminija in klora:
Kakšen je mejni reagent, če imate 25 g Al in 32 g Cl2?
Pred začetkom preverite enačbo in se prepričajte, da je uravnotežena. Nato se seznanite z njo. Videti je, da 2 mola aluminija reagirata s 3 moli Cl2 da dobimo 2 mola aluminijevega klorida. Ker poznate razmerje med obema v molih, vendar ne po masi, pretvorite maso obeh reaktantov v mole z uporabo molske mase snovi.
Moli aluminija:
Moli klora:
Kaj pa, če porabite ves aluminij? Koliko klora bi bilo treba?
Potrebovali bi 1,4 mola klora, vendar nimate toliko klora. Klora je le 0,45 molov. To pomeni, da je klor omejevalni reaktant.
To lahko potrdite tako, da ugotovite, koliko molov aluminija bi bilo potrebnih za reakcijo s celotnim klorom:
Za reakcijo s celotnim klorom potrebujete 0,3 mol aluminija, aluminija pa 0,93 mola. To potrjuje, da je dovolj aluminija, da reagira s celotnim klorom. Klor je omejevalni reaktant, aluminij pa presežek reaktanta.