4.3. Reactivo limitante y reactivo en exceso

Analicemos la siguiente analogía:

En la cafetería de Artes tienen una “ecuación” para preparar pan con jamón. Ellos requieren de 1  jamón y 2 rebanadas de pan de molde, por cada pan con jamón que deban preparar.

La “ecuación” la podemos representar de la siguiente forma:

1 JAMÓN   +   2 REBANADAS DE PAN   –>   1 “PAN CON JAMÓN”

Analicen y respondan las situaciones siguientes:

1.    Si se cuenta con 15 jamones y:

  •  38 rebanadas de pan, ¿cuántos panes con jamón se podrán preparar?, ¿sobrará alguna pieza? ¿cuántas?
  • 28 rebanadas de pan, ¿cuántos panes con jamón se podrán preparar?, ¿sobrará alguna pieza? ¿cuántas?

2.    En el punto 1, establece para cada situación, quién limita la producción de panes con jamón, las rebanadas de pan o el jamón. Es decir quién es el “reactivo limitante” para cada situación.

Una vez analizada la analogía anterior, podemos tener ya una idea y una definición de reactivo limitante. Escribela y luego compara tus observaciones con las emitidas líneas abajo.

  • El reactivo limitante será aquél que se agote primero en la reacción.
  • El reactivo en exceso será aquel que no se agote por completo durante la reacción.
  • La cantidad de producto que se obtenga de la reacción, dependerá siempre de la cantidad de reactivo limitanteque se tenga en la reacción.

Observa el video a continuación:

El video muestra distintos casos para la reacción entre magnesio (Mg) y ácido clorhídrico (HCl), donde se forma cloruro de magnesio (MgCl2) e hidrógeno gaseoso (H2).

  • Escribe la ecuación quimica balanceada que se está planteando en el experimento.
  • Observa detenidamente lo que ocurre en cada uno de los recipientes donde ocurre la reacción.
  • Lo observado tiene relación con la definición de reactivo limitante, ¿puedes agregar algo más a la definidión dada anteriormente?

El siguiente vídeo muestra otros casos similares sobre el reactivo limitante (observación: el video está en inglés pero se puede seguir mediante las reacciones indicadas en el mismo):

La mayoria de las veces, los reactivos que intervienen en una ecuación química, no se encuentran en las cantidades estequiométricas para reaccionar por completo.
Siempre se debe averiguar cuál de los reactivos es el limitante y cuál de ellos está en exceso.
recuerda

 

Recuerda: la reacción es gobernada por el reactivo limitante
problema Ejemplo

La reacción de combustión del propano,es la siguiente:

                C3H8 (g)   +   5 O2  →  3 CO2 (g)   +   4 H2O (g)

 

  • Si se hacen reaccionar  3 moles de C3H8 con 20 moles de O2. ¿Cuál de los dos será el reactivo limitante?

       Podemos realizar los calculos de dos maneras:

  •  Teniendo en cuenta la información del C3H8. Diremos que para que reaccionen  todas las moles de C3H8 (3 moles) se requieren:
1-dibujo
por lo tanto:
  • sólo se utilizarán 15 moles de O2 en la reacción.  Éste será el reactivo en exceso, y se tendrá lal final de la reacción 5 moles de oxígeno que no han reaccionado (excedente).
  • Teniendo en cuenta  la información del O2, Diremos que para que reaccionen todas las moles de O2  (20 moles), se necesitarían:
2-Dibujo
Por lo tanto:
  • Como sólo se tienen 3 moles de C3H8 (y no 4 moles como se necesitaria para que se consuma todo el O2).
  • Se concluye que el Reactivo limitante, el que se agota es el C3H8, y el que está en en exceso será el O2.
Tengan en cuenta que por cualquiera de los dos caminos se llega la misma conlcusión, que:
  • el C3H8 es el reactivo limitante (puesto que éste limita la cantidad a reaccionar) y
  • el O2 está en exceso (parte de éste quedará sobrando).
¿Qué especies estarán presentes al final  de la reqcción y en qué cantidad?

El reactivo limitante es el que determinará cuánto producto se formará.

Luego, las moles de C3H8 son las que determinarán, cuántas moles de CO2 y H2O se produciránformarán:

3.-Dibujo

Conclusión:
  • Al inicio de la reacción se tenían 3 moles de C3H8 y 20 moles de O2.
  • Al finalizar la reacción, se han formado 9 moles de CO2 y 12 moles de H2O además y
  • también se tendrán las 5 moles de O2 que no reaccionaron (reactivo en exceso).