Reactivo limitante: definición, fórmula y ejemplos

¿Qué es un reactivo limitante?

Digamos que usted y su amigo decidieron hacer una fiesta de pizza y dividir los costos en partes iguales. Cada pizza cuesta $ 10, pero mientras usted tiene $ 10, su amigo solo tiene $ 5. En lugar de que cada uno tenga su propia pizza, tendrá que dividir una. ¡Y contabas con comer un pastel de pepperoni y aceitunas solo!

En este ejemplo, los $ 5 de su amigo sirvieron como reactivo limitante sobre la cantidad de pizza que podría comer. Lo mismo sucede en las reacciones químicas: siempre hay un reactivo limitante y en exceso , donde el reactivo es un elemento químico o sustancia que limita la cantidad de producto que se produce durante una reacción química. Normalmente, también hay un exceso de reactivo o la cantidad de un elemento o sustancia que queda después de que se detiene la reacción. En nuestro ejemplo, el exceso de reactivo sería la cantidad de dinero que le sobraría después de pagar su parte del pastel de pizza: $ 5.

Como calcular el reactivo limitante

Para sacar el reactivo limitante en química, necesita una ecuación balanceada , o una en la que el número de átomos que se encuentran en el lado del reactivo sea igual al número de átomos que se encuentran en el lado del producto. También necesita saber qué cantidad de cada reactivo tiene (normalmente en gramos) y el peso molecular de los reactivos. Si estuviera en un laboratorio de química, podría determinar la masa de cada reactivo en gramos pesándolo; a veces, se proporcionará esa información. También puede usar la tabla periódica de elementos para encontrar el peso molecular de un reactivo, como el hierro.

Este es un primer plano del elemento químico hierro como se muestra en la tabla periódica. Fe es la abreviatura de hierro, mientras que 26 se refiere al número del elemento. Según la tabla, el peso molecular del hierro es 55,85, lo que significa que 1 mol, o unidad, de hierro es igual a 55,85 gramos de hierro. Esto le dice cuántos gramos de producto se producirán a partir de cada reactivo; el reactivo que produce la menor cantidad de producto es el reactivo limitante.

Ejemplo de que es reactivo limitante

Veamos un ejemplo de un reactivo limitante en acción. En esta ecuación equilibrada, podemos ver cuánto propano y oxígeno necesitaríamos para obtener agua y dióxido de carbono durante una reacción química.

Aquí, necesitamos 1 mol de propano y 5 moles de oxígeno, que son nuestros reactivos, para crear 4 moles de agua y 3 moles de dióxido de carbono, que son nuestros productos. Digamos que tenemos 10 gramos de propano y 15 gramos de oxígeno. Como se muestra en la ecuación, 3 átomos de carbono y 8 átomos de hidrógeno forman un mol de propano. Cada átomo de carbono pesa 12 gramos y cada átomo de hidrógeno pesa 1 gramo. Para calcular el peso de 1 mol de propano, realizamos la siguiente ecuación:

(12 g * 3) + (8 g * 1) = 44 gramos / mol

Si dividimos los 10 gramos de propano por su peso molecular, encontramos que:

10 gramos / 44 gramos / mol = 0,23 moles

Ahora, por cada mol de propano podemos crear 3 moles de dióxido de carbono, como se muestra en la ecuación balanceada. Tenemos 0,23 moles de propano, por lo que podemos crear 0,69 moles de dióxido de carbono:

0,23 * 3 = 0,69

Podemos convertir este número en gramos usando su peso molecular. El peso molecular del dióxido de carbono es 48 gramos / mol, por lo que obtenemos 32 gramos de dióxido de carbono si se agota todo el propano.

Dirijamos nuestra atención al oxígeno: 1 mol de oxígeno son 32 gramos y tenemos 0,47 moles de oxígeno. Sabemos que 5 moles de oxígeno pueden crear 3 moles de dióxido de carbono, por lo que podemos producir 0,28 moles de dióxido de carbono. Esto equivale a 13,5 gramos de dióxido de carbono. Aquí puede ver cómo se cancela cada uno de los términos, excepto los gramos de dióxido de carbono.

Entonces, ¿cuál de nuestros dos reactivos, propano u oxígeno, es el reactivo limitante? Si usamos todo nuestro propano, podemos producir 32 gramos de dióxido de carbono. En comparación, solo podemos producir 13,5 gramos de dióxido de carbono con nuestro oxígeno. Por tanto, el reactivo limitante en este ejemplo es oxígeno.

Resumen de la lección

En una reacción química, el elemento químico o sustancia que produce la menor cantidad de producto se conoce como reactivo limitante . En comparación, la cantidad de un elemento químico o sustancia que queda al final de la reacción se conoce como exceso de reactivo .

Para identificar el reactivo limitante en una reacción química, necesita una ecuación equilibrada , o cantidades iguales de átomos en los reactivos y productos, así como la cantidad de reactivos en gramos y sus pesos moleculares. El peso molecular se refiere a la cantidad de gramos que se encuentran en un mol de un elemento.