CONSERVACIÓN DE LA MATERIA EN LOS PROCESOS SOCIOPRODUCTIVOS
2. Reactivo en exceso y reactivo limitante en una reacción química.
Una reacción química se produce en condiciones estequiométricas cuando las cantidades de reactivos (en moles) están en las proporciones idénticas a las de la ecuación química ajustada.
Es frecuente que se use un exceso de alguno de los reactivos para conseguir que reaccione la mayor cantidad del reactivo menos abundante.
El reactivo que se consume en su totalidad es el que va a limitar la cantidad de producto que se obtendrá y se denomina reactivo limitante. Los otros reactivos se llaman en exceso y no se consumen totalmente.
¿Cómo puedes saber cuál es el reactivo limitante? Por ejemplo, en la reacción del aluminio con el oxígeno para formar óxido de aluminio, mezclas para que reaccionen dos moles de aluminio con dos moles de oxígeno.
La ecuación ajustada es: 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3
y haciendo uso de la proporción estequiométrica entre el aluminio y el oxígeno:
Por tanto, únicamente reaccionan 1,5 moles de O2 y quedan sin reaccionar 0,5 moles de oxígeno. El reactivo limitante es el aluminio, que se consume totalmente.
El reactivo limitante
Cuando en una reacción química intervengan cantidades de dos o más reactivos, antes de realizar los cálculos estequiométricos debes determinar cuál es el reactivo limitante, ya que será la referencia para todos los cálculos relacionados con la ecuación química ajustada.
Obtención de cloruro de plata
La ecuación química ajustada es:
Calcula la cantidad de AgNO3 y de AlCl3, previo cálculo de las masas molares: M(AgNO3) = 169,9 g/mol ; M(AlCl3) = 133,5 g/mol
n(AgNO3) = 21,3 g de AgNO3 ∙ 1 mol de AgNO3 / 169,9 g de AgNO3 = 0,125 mol de AgNO3
La proporción estequiométrica indica que:
3 mol de AgNO3 / 1 mol de AlCl3 = 0,125 mol de AgNO3 / n(AlCl3)
Como 0,041 < 0,25 , el reactivo limitante es el AgNO3, que se consume totalmente, mientras que está en exceso el cloruro de aluminio.
¿Qué masa de reactivo excedente queda sin reaccionar?La cantidad de reactivo excedente que queda sin reaccionar es: 0,25 - 0,04 = 0,21 mol de AlCl3
¿Qué masa de cloruro de plata obtendrás?
Para calcular el cloruro de plata debes utilizar el reactivo limitante:
Quemando butano
El butano (C4H10) se utiliza como combustible, tanto para cocinar como para tener calefacción y agua caliente. El C4H10 se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono y agua.
Si haces reaccionar 23 g de butano con 96 g de oxígeno, ¿qué masa de CO2 se desprenderá?
Escribe la ecuación química ajustada: 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O
Calcula las masas molares de C4H10 y de O2: M(C4H10) = 58 g/mol ; M(O2) = 32 g/mol
Las cantidades de sustancia iniciales son:
n(C4H10) = 23 g de C4H10 ∙ 1 mol de C4H10 / 58 g de C4H10 = 0,4 mol de C4H10
n(O2) = 96 g de O2 ∙ 1 mol de O2 / 32 g de O2 = 3 mol de O2
La proporción estequiométrica indica que:
2 mol de C4H10 / 13 mol de O2 = 0,4 mol de C4H10 / n(O2)
n(O2) = 2,6 mol de O2
2,6 < 3 , por lo que el reactivo limitante es el C4H10
Para calcular la masa de CO2 debes partir de la masa del reactivo limitante, el C4H10:
