Hva er en begrensende reaktant i kjemi?

Når en kjemiker ønsker å lage en viss mengde av et produkt, må han vite hvor mye av hver kjemiske reaktant som skal brukes. Tilsvarende, hvis han har en viss mengde reaktant, kan det være nyttig å finne ut hvor mye produkt han vil kunne lage med det. I kjemi er en av faktorene som en kjemiker trenger å vite for å lage eller bestemme hvor mye produkt han kan lage, den begrensende reaktanten. Den begrensende reaktanten, også kalt et begrensende reagens, begrenser mengden produkt som kan fremstilles i en reaksjon - når denne reaktanten er konsumert, vil reaksjonen stoppe. Det er derfor viktig at kjemikeren vet hvordan man bestemmer hvilken reaktant som er den begrensende reaktanten, og å sikre at han har nok av det til å lage den ønskede mengden produkt.

Den begrensende reaktanten er reaktanten som vil løpe ut først etterhvert som en reaksjon utvikler seg. Når den begrensende reaktanten er brukt opp, vil reaksjonen opphøre. Ethvert kjemisk stoff eller stoff har potensialet til å være en begrensende reaktant. For å bestemme hvilken reaktant som er den begrensende, må kjemikeren bestemme hvor mye av hvert stoff han har. Han vil også trenge å vite hvilken andel av hver reaktant reaksjonen trenger for å fortsette ønsket tid.

En balansert ligning kan hjelpe en forsker med å kjenne andelen av hver reaktant. En balansert ligning er en som gjenspeiler bevaringsloven - ingenting skapes eller ødelegges under reaksjonen. Det er med andre ord like mange atomer på den ene siden av ligningen som på den andre. For eksempel er den balanserte ligningen for å lage vann 2 H ₂ + O ₂ = 2 H ₂ O. Det er tydelig her at vi trenger dobbelt så mange hydrogenatomer som oksygenatomer for å lage vann.

Før han kan bestemme hvilken reaktant som er den begrensende reaktanten, må en forsker vite hvor mange føflekker av hvert stoff han har. En mol er lik ca. 6,02 x 10 ²³ enheter av stoffet og veier det samme som molekylvekten til stoffet. For eksempel, siden molekylvekten til hydrogen er omtrent 2 gram, vil en mol hydrogenmolekyler også veie omtrent 2 gram og være omtrent lik 6,02 x 10 ²³ molekyler hydrogen. Tilsvarende er molekylvekten til oksygen - omtrent 32 gram - omtrent lik en mol oksygenmolekyler. Så hvis kjemikeren har to gram hydrogen og 32 gram oksygen, vet han at han har omtrent en mol av hvert stoff.

Når kjemikeren har den rette balanserte ligningen og vet hvor mye av hver reaktant han har, kan han deretter bestemme hvilken reaktant som er den begrensende reaktanten. For eksempel, hvis forskeren bestemmer at han har en mol hydrogen og en mol oksygen, ville hydrogen være den begrensende reaktanten. I henhold til den balanserte ligningen for å lage vann, kan du se at det tar dobbelt så mange mol hydrogenatomer enn oksygenatomer å lage vann. Med andre ord, hvert oksygenatom trenger to hydrogenatomer for å lage vann. Hydrogenet vil renne ut før oksygenet gjør det, og når dette skjer, ville reaksjonen stoppe.