Cálculo del Reactivo Limitante de una Reacción Química

Las reacciones químicas rara vez ocurren cuando la cantidad exacta de reactivos reaccionará entre sí para formar productos. Un reactivo se consumirá antes de que se agote otro. Este reactivo se conoce como reactivo limitante.

Índice temático
  1. Estrategia
  2. Más
  3. Fuentes

Estrategia

Esta es una estrategia a seguir cuando se determina qué reactivo es el reactivo limitante.
Considere la reacción:
2 Horas2(g) + O2(g) → 2 H2O (l)
Si 20 gramos de H2 el gas se hace reaccionar con 96 gramos de O2 gas,

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  • ¿Qué reactivo es el reactivo limitante?
  • ¿Cuánto del reactivo en exceso permanece?
  • Cuánto H2O se produce?

Para determinar qué reactivo es el reactivo limitante, primero determine cuánto producto se formaría por cada reactivo si se consumiera todo el reactivo. El reactivo que forma la menor cantidad de producto será el reactivo limitante.

Calcular el rendimiento de cada reactivo.

Las relaciones molares entre cada reactivo y el producto son necesarias para completar el cálculo:
La relación molar entre H2 y H2O es 1 mol H2/1 mol H2O
La relación molar entre O2 y H2O es 1 mol de O2/2 mol H2O
También se necesitan las masas molares de cada reactivo y producto:
masa molar de H2 = 2 gramos
masa molar de O2 = 32 gramos
masa molar de H2O = 18 gramos
Cuánto H2O se forma a partir de 20 gramos de H2?
gramos H2O = 20 gramos H2 x (1 mol H2/2 g H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
Todas las unidades excepto gramos H2O cancelar, dejando
gramos H2O = (20 x 1/2 x 1 x 18) gramos de H2O
gramos H2O = 180 gramos H2O
Cuánto H2O se forma a partir de 96 gramos de O2?
gramos H2O = 20 gramos H2 x (1 mol O2/32 g de O2) x (2 mol H2O / 1 mol de O2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
gramos H2O = (96 x 1/32 x 2 x 18) gramos de H2O
gramos H2O = 108 gramos de O2O

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Se forma mucha más agua a partir de 20 gramos de H2 de 96 gramos de O2. El oxígeno es el reactivo limitante. Después de 108 gramos de H2O formas, la reacción se detiene. Para determinar la cantidad de H en exceso2 restante, calcule cuánto H2 se necesita para producir 108 gramos de H2O.
gramos H2 = 108 gramos H2O x (1 mol H2O / 18 gramos H2O) x (1 mol H2/1 mol H2O) x (2 gramos H2/1 mol H2)
Todas las unidades excepto gramos H2 cancelar, dejando
gramos H2 = (108 x 1/18 x 1 x 2) gramos H2
gramos H2 = (108 x 1/18 x 1 x 2) gramos H2
gramos H2 = 12 gramos H2
Se necesitan 12 gramos de H2 para completar la reacción. La cantidad restante es
gramos restantes = gramos totales-gramos utilizados
gramos restantes = 20 gramos - 12 gramos
gramos restantes = 8 gramos
Habrá 8 gramos de exceso de H2 gas al final de la reacción.
Hay suficiente información para responder a la pregunta.
El reactivo limitante fue O2.
Habrá 8 gramos H2 restante.
Habrá 108 gramos H2O formado por la reacción.

Encontrar el reactivo limitante es un ejercicio relativamente sencillo. Calcule el rendimiento de cada reactivo como si se consumiera por completo. El reactivo que produce la menor cantidad de producto limita la reacción.

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Más

Para obtener más ejemplos, consulte Problema de Ejemplo de Reactivo Limitante y Problema de Reacción Química en Solución Acuosa. Pon a prueba tus nuevas habilidades respondiendo preguntas Teóricas de Rendimiento y Pruebas de Reacción Limitantes.

Fuentes

  • Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. Libro de Texto de Vogel de Química Orgánica Práctica, 5ta Edición. Pearson, 1996, Essex, Reino Unido.
  • Whitten, K. W., Gailey, K. D. y Davis, R. E. Química General, 4ta Edición. Saunders College Publishing, 1992, Filadelfia.
  • Zumdahl, Steven S. Principios Químicos, 4ta Edición. Houghton Mifflin Company, 2005, Nueva York.

Analista de Laboratorio

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