Química/Concepto de reactivo limitante

De Wikilibros, la colección de libros de texto de contenido libre.
Saltar a: navegación, buscar

El concepto de reactivo limitante ó limitador puede aparecer en las reacciones en las que intervienen dos ó más reactivos. Cuaando el proceso se hace a nivel de laboratorio, es relativamente fácil hacer intervenir las sustancias en una proporción estequiométrica, con arreglo a las proporciones químicas del fenómeno. Pero a escala industrial con productos impuros, y en grandes cantidades, hay que pensar que no se van a cumplir las relaciones molares exactas.

En una reacción química, el reactivo limitante no necesariamente es el que se encuentra en menor cantidad estequiométrica,es aquel que se encuentra en una proporción inferior respecto a los demás reactivos. El reactivo limitante se consume primero y limita la formación de más productos. Los reactivos que participan en una reacción y que no son limitantes se llaman reactivos en exceso , porque al consumirse completamente el reactivo limitante, sobra una cantidad (un exceso) de aquéllos.

Ejemplo:

10 moléculas (no confundir con moles) de H2 reaccionan con 10 moléculas de O2.

(a) Encuentre el reactivo limitante y el No Limitante (RNL). (b) Calcule el número de moléculas del RNL que sobran.

La ecuación química es... 2 H2 + O2 → 2 H2O

El cociente de reacción es:

\begin{matrix} \frac{1 mol O_2} {2 mol H_2}\end{matrix}


cuyo resultado es 0'5.

ó

1 moléc de O2 / 2 moléc de H2 = 0'5

Si nosotros ejecutamos el cociente...

10 moléc. O2 / 10 moléc de H2 , obtendremos el valor "1".

Como es mayor de "0'5", diremos que el RL es el denominador, o sea, el H2.

Pensemos detenidamente: Una molécula de O2 reacciona exactamente con dos moléculas de H2. Como es lógico, 10 moléculas de O2 necesitarán 20 moléculas de H2. ¡Pero solo tenemos 10! Por tanto, el RL es el H2. Esto quiere decir que las 10 moléculas de H2 reaccionaron completamente con 5 moléculas de O2; por lo tanto sobrarán 5 moléculas de O2. Este será el RNL.


Analicemos el problema desde otro punto de vista:

Calculemos los moles de H2 necesarios para reaccionar con 10 moles de O2.
Al ejecutar la operación
\begin{matrix} \frac{10 moles O_2} {X moles H_2}\end{matrix}=0'5, obtenemos......X = 20 moles necesarios de H2

Por lo tanto, el RL es el H2.


El producto obtenido (el H2O), se obtendrá en base al RL:
10 molcs de H2 (2 moles de H2O/1 mol H2)= 10 moles de H2O

En resumen: si hacemos el cociente de reacción (para dos de los reactivos) y resulta ser mayor que el teórico, el RL será la sustancia del denominador. Si resulta ser inferior, será la especie química del numerador.


Problema: Demostrar que en la reacción de 10 moles de N2 con 10 moles de H2 el RL es el H2.

N2 +3 H2 ==>2 NH3