Was ist in der Chemie ein limitierender Reaktant?
Wenn ein Chemiker eine bestimmte Menge eines Produkts herstellen möchte, muss er wissen, wie viel von jedem chemischen Reaktanten verwendet werden soll. Wenn er eine bestimmte Menge eines Reaktanten hat, kann es ebenfalls nützlich sein, herauszufinden, wie viel Produkt er damit herstellen kann. In der Chemie ist einer der Faktoren, die ein Chemiker wissen muss, um zu bestimmen, wie viel Produkt er herstellen kann, der limitierende Reaktant. Der limitierende Reaktant, auch als limitierendes Reagens bezeichnet, begrenzt die Menge an Produkt, die in einer Reaktion hergestellt werden kann - sobald dieser Reaktant verbraucht ist, stoppt die Reaktion. Es ist daher wichtig, dass der Chemiker weiß, welcher Reaktant der limitierende Reaktant ist und dass er genug davon hat, um die gewünschte Menge an Produkt herzustellen.
Der limitierende Reaktant ist der Reaktant, der im Verlauf der Reaktion zuerst ausgeht. Wenn der limitierende Reaktant aufgebraucht ist, hört die Reaktion auf. Jede Chemikalie oder Substanz kann ein limitierender Reaktant sein. Um zu bestimmen, welcher Reaktant der limitierende ist, muss der Chemiker bestimmen, wie viel von jeder Substanz er hat. Er muss auch wissen, welchen Anteil jedes Reaktanten die Reaktion benötigt, um die gewünschte Zeitdauer fortzusetzen.
Eine ausgewogene Gleichung kann einem Wissenschaftler helfen, den Anteil jedes Reaktanten zu ermitteln. Eine ausgewogene Gleichung ist eine, die das Erhaltungsgesetz widerspiegelt - während der Reaktion wird nichts erzeugt oder zerstört. Mit anderen Worten, auf einer Seite der Gleichung befinden sich so viele Atome wie auf der anderen. Zum Beispiel lautet die ausgeglichene Gleichung für die Herstellung von Wasser 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O. Hier ist klar, dass wir doppelt so viele Wasserstoffatome wie Sauerstoffatome benötigen, um Wasser herzustellen.
Bevor er bestimmen kann, welcher Reaktant der limitierende Reaktant ist, muss ein Wissenschaftler wissen, wie viele Mol jeder Substanz er hat. Ein Mol entspricht ungefähr 6,02 × 10 23 Einheiten der Substanz und wiegt dasselbe wie das Molekulargewicht dieser Substanz. Da beispielsweise das Molekulargewicht von Wasserstoff ungefähr 2 Gramm beträgt, würde ein Mol Wasserstoffmoleküle auch ungefähr 2 Gramm wiegen und ungefähr 6,02 × 10 23 Wasserstoffmolekülen entsprechen. In ähnlicher Weise entspricht das Molekulargewicht von Sauerstoff - ungefähr 32 Gramm - ungefähr einem Mol Sauerstoffmolekülen. Wenn der Chemiker also zwei Gramm Wasserstoff und 32 Gramm Sauerstoff hat, weiß er, dass er ungefähr ein Mol jeder Substanz hat.
Sobald der Chemiker die richtige ausgeglichene Gleichung hat und weiß, wie viel von jedem Reaktanten er hat, kann er bestimmen, welcher Reaktant der limitierende Reaktant ist. Wenn der Wissenschaftler beispielsweise feststellt, dass er ein Mol Wasserstoff und ein Mol Sauerstoff hat, ist Wasserstoff der limitierende Reaktant. Anhand der ausgewogenen Gleichung für die Herstellung von Wasser können Sie erkennen, dass für die Herstellung von Wasser doppelt so viele Mol Wasserstoffatome wie für Sauerstoffatome erforderlich sind. Mit anderen Worten, jedes Sauerstoffatom benötigt zwei Wasserstoffatome, um Wasser herzustellen. Der Wasserstoff würde ausgehen, bevor der Sauerstoff austritt, und sobald dies geschieht, würde die Reaktion aufhören.