Föreställ dig att du bjuder in fem vänner till ditt hus och bara har fyra kakor. Det kommer bara att finnas tillräckligt med kakor för fyra av dina vänner. Det betyder att kakorna är den begränsande faktorn. Du borde ha gjort fler kakor!
På samma sätt finns det är vanligtvis en begränsande faktor (även kallad begränsande reagens eller begränsande reaktant) i kemiska reaktioner.
När du utför en kemisk reaktion i labbet är reaktanterna vanligtvis inte i stökiometriska mängder . Med andra ord, du har förmodligen inte de proportioner som anges av den balanserade kemiska ekvationen.
Detta betyder att du någon gång kommer att använda upp en av reaktanter, och reaktionen kommer att upphöra. Denna reaktant kallas den begränsande reaktanten. I exemplet ovan är kakorna den begränsande reaktanten.
Den andra reaktanten, den som finns massor av, kallas överskottsreaktant eller överskottsreagens.
Att fastställa vilken som är den begränsande reaktanten
Ta en titt på följande reaktion mellan ammoniak och koldioxid, som används för att göra urea (NH
2)2CO. Urea är en kemikalie som ofta används av biokemister.
Denna ekvation säger oss att för varje mol koldioxid krävs två mol ammoniak för att göra en mol urea och en mol vatten. Antag att 4 mol koldioxid tillsätts till 12 mol ammoniak. Hur många mol ammoniak behövs för att reagera med hela 4 mol koldioxid?
Därför kräver fyra mol koldioxid 8 mol ammoniak. Det betyder att det blir 4 mol ammoniak över. Detta indikerar att koldioxid är den begränsande reaktanten medan ammoniak är överskottsreaktanten.
Du kan också ta reda på vilken som begränsar genom att ta reda på hur mycket koldioxid som krävs för att reagera med 12 mol ammoniak:
För att förbruka alla 12 mol ammoniak skulle du behöva 6 mol koldioxid. Du har bara fyra. Det betyder att koldioxid är den begränsande reaktanten. Hur som helst, du upptäcker att koldioxid är den begränsande reaktanten.
Den begränsande reaktanten är inte en egenskap hos den kemiska ekvationen. Det beror helt på hur mycket du har av ett visst ämne när du gör en reaktion.
Nu när du vet hur man hittar den begränsande reaktanten, ta en titt på det här exemplet.
Aluminiumklorid kan framställas genom reaktion av aluminium och klor:
Vilken är den begränsande reaktanten om du har 25 g Al och 32 g Cl2?
Innan du börjar, kontrollera ekvationen för att se till att den är balanserad. Bekanta dig sedan med det. Det ser ut som att 2 mol aluminium reagerar med 3 mol Cl2
för att göra 2 mol aluminiumklorid. Eftersom du känner till förhållandet mellan de två i mol, men inte i massa, omvandla massan av båda reaktanterna till mol genom att använda ämnenas molära massa.
Mul aluminium:
Mol klor:
Tänk om du använder allt aluminium? Hur mycket klor skulle behövas?
Du skulle behöva 1,4 mol klor, men du har inte så mycket klor. Det finns bara 0,45 mol klor. Detta betyder att klor är den begränsande reaktanten.
Du kan bekräfta detta genom att räkna ut hur många mol aluminium som skulle behövas för att reagera med allt klor:
För att reagera med allt klor behöver du 0,3 mol aluminium, och det finns 0,93 mol aluminium. Detta bekräftar att det finns tillräckligt med aluminium för att reagera med allt klor. Klor är den begränsande reaktanten och aluminium är överskottsreaktanten.
