Cómo calcular el reactivo limitante

Calculadora de estequiometría

Una suposición adicional que hemos hecho sobre las reacciones químicas -además de la suposición de que las reacciones proceden hasta el final- es que todos los reactivos están presentes en las cantidades adecuadas para reaccionar a los productos. Esto no siempre es así.

Consideremos la Figura 5.2 "Fabricación de agua". Aquí tomamos átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno (izquierda) para formar moléculas de agua (derecha). Sin embargo, no hay suficientes átomos de oxígeno para utilizar todos los átomos de hidrógeno. Nos quedamos sin átomos de oxígeno y no podemos formar más moléculas de agua, por lo que el proceso se detiene cuando nos quedamos sin átomos de oxígeno.

Una situación similar se da en muchas reacciones químicas: normalmente nos quedamos sin un reactivo antes de que todo el otro reactivo haya reaccionado. El reactivo que se agota se denomina reactivo limitante, es decir, el reactivo que se agota primero; el otro reactivo o reactivos se consideran en exceso. Una habilidad crucial para evaluar las condiciones de un proceso químico es determinar qué reactante es el reactivo limitante y cuál está en exceso.

Calculadora de rendimiento porcentual

Definición de reactivo limitanteLos reactivos limitantes se definen como las sustancias que se consumen por completo en la finalización de una reacción química. También se denominan reactivos limitantes o agentes limitantes. De acuerdo con la estequiometría de las reacciones químicas, se necesita una cantidad fija de reactivos para que la reacción se complete. La cantidad exacta de reactivo que se necesitaría para reaccionar con otro elemento se calcula a partir de la estequiometría de la reacción. El reactivo limitante depende de la relación molar y no de las masas de los reactivos presentes.Considere la siguiente reacción para la formación de amoníaco:3H2 + N2 ---> 2NH3En la reacción mostrada anteriormente, se requieren 3 moles de gas hidrógeno para la reacción con 1 mol de gas nitrógeno para la formación de 2 moles de amoníaco. Pero, ¿qué ocurre si, durante la reacción, sólo hay 2 moles de hidrógeno gaseoso disponibles con 1 mol de nitrógeno? En este caso, no se puede utilizar toda la cantidad de nitrógeno, ya que la totalidad del nitrógeno requiere 3 moles de hidrógeno gaseoso para reaccionar. Por lo tanto, el hidrógeno gaseoso limita la reacción y se denomina reactivo limitante de esta reacción.

Cómo encontrar el reactivo limitante con gramos

Un poco más abajo te voy a contar (varias veces) cómo determinar el reactivo limitante en un problema de química. Desde luego, espero que sea algo a lo que prestes atención y recuerdes. Averiguar qué sustancia es el reactivo limitante es un área con la que muchos estudiantes tienen dificultades.

(a) El compuesto A reacciona con un exceso de compuesto B. En este caso, aparta mentalmente el compuesto B por el momento. Como está "en exceso", significa que hay más que suficiente. El otro compuesto se agotará antes.

(b) 20 gramos de A y 20 gramos de B reaccionan. ¿Cuál está en exceso? Lo que haremos a continuación es averiguar qué sustancia se agota primero (lo que se denomina reactivo limitante). Obviamente (espero), se ve que el otro compuesto está en exceso.

(c) Después de que reaccionen 20 gm. de A y 20 gm. de B, cuánto queda del compuesto en exceso. Para responder a este problema, habrá que realizar una resta. Esto forma parte de muchos problemas de reactivos limitantes y causa dificultades con los estudiantes. Espere que aparezca en su examen.

Así que ahora los dejamos "reaccionar". El primer tapón entra, el segundo entra y así sucesivamente. Paso a paso usamos tapones y tubos de ensayo (las cantidades bajan) y hacemos tubos de ensayo con tapón (la cantidad sube).

Reactivo limitante problemas y respuestas

En todos los ejemplos comentados hasta ahora, se suponía que los reactivos estaban presentes en cantidades estequiométricas. En consecuencia, no sobraba ninguno de los reactantes al final de la reacción. Esto es a menudo deseable, como en el caso de un transbordador espacial, en el que el exceso de oxígeno o hidrógeno no sólo era una carga extra que había que transportar a órbita, sino también un peligro de explosión. Sin embargo, lo más frecuente es que los reactivos estén presentes en proporciones molares que no coinciden con la proporción de los coeficientes en la ecuación química equilibrada. En consecuencia, uno o varios de ellos no se utilizarán por completo, sino que sobrarán cuando finalice la reacción. En esta situación, la cantidad de producto que puede obtenerse está limitada por la cantidad de uno solo de los reactantes. El reactante que limita la cantidad de producto obtenido se denomina reactante limitante. El reactante que queda después de que una reacción se haya completado se denomina en exceso.

Veamos un ejemplo no químico. Supongamos que has invitado a unos amigos a cenar y quieres hacer brownies de postre. Encuentras dos cajas de brownies en la despensa y ves que cada paquete necesita dos huevos. La ecuación equilibrada para la preparación de brownies es la siguiente