In chimica, cos'è un reagente limitante?
Quando un chimico vuole produrre una certa quantità di un prodotto, deve sapere quanto di ciascun reagente chimico deve usare. Allo stesso modo, se ha una certa quantità di reagente, può essere utile scoprire quanto prodotto sarà in grado di realizzare con esso. In chimica, uno dei fattori che un chimico dovrà conoscere per produrre o determinare la quantità di prodotto che può fare è il reagente limitante. Il reagente limitante, chiamato anche reagente limitante, limita la quantità di prodotto che può essere prodotta in una reazione: una volta che questo reagente viene consumato, la reazione si interromperà. È quindi importante che il chimico sappia determinare quale reagente è il reagente limitante e assicurarsi che ne abbia abbastanza per produrre la quantità desiderata di prodotto.
Il reagente limitante è il reagente che si esaurirà per primo man mano che la reazione avanza. Quando il reagente limitante è esaurito, la reazione cesserà. Qualsiasi sostanza chimica o sostanza ha il potenziale per essere un reagente limitante. Al fine di determinare quale reagente è quello limitante, il chimico dovrà determinare la quantità di ciascuna sostanza che possiede. Dovrà anche sapere di quale proporzione di ciascun reagente è necessaria la reazione per poter continuare per il tempo desiderato.
Un'equazione equilibrata può aiutare uno scienziato a conoscere la proporzione di ciascun reagente. Un'equazione equilibrata è quella che riflette la legge di conservazione: nulla viene creato o distrutto durante la reazione. In altre parole, ci sono tanti atomi su un lato dell'equazione quanti ce ne sono sull'altro. Ad esempio, l'equazione bilanciata per la produzione di acqua è 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O. È chiaro qui che abbiamo bisogno del doppio degli atomi di idrogeno rispetto agli atomi di ossigeno per produrre acqua.
Prima di poter determinare quale reagente è il reagente limitante, uno scienziato deve sapere quante moli di ogni sostanza ha. Una talpa equivale a circa 6,02 x 10 23 unità della sostanza e pesa come il peso molecolare di quella sostanza. Ad esempio, poiché il peso molecolare dell'idrogeno è di circa 2 grammi, una mole di molecole di idrogeno peserebbe anche circa 2 grammi e sarebbe approssimativamente uguale a 6,02 x 10 23 molecole di idrogeno. Allo stesso modo, il peso molecolare dell'ossigeno - circa 32 grammi - è approssimativamente uguale a una mole di molecole di ossigeno. Quindi, se il chimico ha due grammi di idrogeno e 32 grammi di ossigeno, sa di avere circa una talpa di ogni sostanza.
Una volta che il chimico ha l'equazione bilanciata adeguata e sa quanto di ogni reagente ha, può quindi determinare quale reagente è il reagente limitante. Ad esempio, se lo scienziato determina che ha una mole di idrogeno e una mole di ossigeno, l'idrogeno sarebbe il reagente limitante. Secondo l'equazione bilanciata per produrre acqua, puoi vedere che ci vogliono il doppio delle moli di atomi di idrogeno rispetto agli atomi di ossigeno per produrre acqua. In altre parole, ogni atomo di ossigeno ha bisogno di due atomi di idrogeno per produrre acqua. L'idrogeno si esaurirebbe prima dell'ossigeno e, una volta che ciò accade, la reazione si fermerebbe.