Reactiu limitante

El reactiu limitante dona a conéixer o llimita la cantitat de producte conformat, i provoca una concentració específica o limitante ya que este pot donar "un bot" a les cantitats.

Quan una equació està ajustada, l'estequiometría s'ampra per a saber els moles d'un producte obtinguts a partir d'un número conegut de moles d'un reactiu. La relació de moles entre el reactiu i producte en obtindre's de l'equació balancejada.

Ademés és molt important per a la vida quotidiana perque açò nos ajuda a identificar coses.

Generalment quan s'efectua una reacció química els reactius no es troben en cantitats simétricamente exactes, és dir, en les proporcions que indica la seua equació en equilibirio. En conseqüència, alguns reactius es consumixen totalment, mentres que uns atres són recuperats en finalisar la reacció. El reactiu que es consumix en primer lloc és cridat reactiu limitante, ya que la cantitat d'est determina la cantitat total del producte format. Quan este reactiu es consumix, la reacció es deté. L'o els reactius que es consumixen parcialment són els reactius en excés.

La cantitat de producte que s'obté quan reacciona tot el reactiu limitante es denomina rendiment teòric de la reacció.

El concepte de reactiu limitante, permet als químics assegurar-se de que un reactiu, el més costós, siga completament consumit en el transcurs d'una reacció, aprofitant-se aixina al màxim.

Método 1

Este método es basa en la comparació de la proporció de les cantitats de reactiu en la relació estequiomètrica. Aixina, donada l'equació general:

$a\mathrm{X}+b\mathrm{Y}⟶c\mathrm{Z}$

Sent $\mathrm{X}$ i $\mathrm{Y}$ reactius, $\mathrm{Z}$ productes i $a$, $b$ i $c$, els seus respectius coeficients estequiomètrics.

Si

$\frac{\text{mol X disponible}}{\text{mol Y disponible}}<\frac{a}{b}$

llavors $\mathrm{X}$ és el reactiu limitante.

Eixemple

L'equació balancejada per a l'oxidació del monòxit de carbono a diòxit de carbono és la següent:

$2\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})⟶2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})$

Si es tenen 4 moles de monòxit de carbono i 3 moles d'oxigen, ¿quin és el reactiu limitante?

Este procediment pot fer-se extensiu a reaccions químiques en més de dos reactius aplicant la fòrmula: funció molecular

3 mol O2/1 mol = 3

per a tots els reactius. El reactiu en el cocient més baix és el reactiu limitante. En este cas és el CO

Método 2

Només és recomanable en el cas de que el rendiment de la reacció siga del 100%. En un atre cas és conceptualment més correcte usar el método 1.

Este método consistix en el càlcul de la cantitat esperada de producte en funció de cada reactiu.

Es permet que reaccionen 3 g de diòxit de silici i 4,5 g de carbono a altes temperatures, per a donar lloc a la formació de carbur de silici segons l'equació:

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{s})+3\mathrm{C}(\mathrm{s})⟶\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}(\mathrm{s})+2\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})$

Per a trobar el reactiu limitante 1-2 devem comparar la cantitat de producte que s'obté en la cantitat donada de reactiu per separat. El reactiu que produïxca la menor cantitat de producte és el reactiu limitante.

$\text{3 g}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\times }\frac{1\text{mol}Si{O}_2}{60\text{g}Si{O}_2}\mathrm{\times }\frac{1\text{mol}SiC}{1\text{mol}Si{O}_2}\mathrm{\times }\frac{40\text{g}SiC}{1\text{mol}SiC}\mathrm{=}\mathrm{2}\text{g}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}$

$\text{4,5 g}\mathrm{C}\mathrm{\times }\frac{3\text{mol}C}{36\text{g}C}\mathrm{\times }\frac{1\text{mol}SiC}{3\text{mol}C}\mathrm{\times }\frac{40\text{g}SiC}{1\text{mol}SiC}\mathrm{=}\mathrm{5}\text{g}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}$

El reactiu limitante és, en este cas, el diòxit de silici.