Significado y funcionamiento
Si los reactivos no se mezclan en la proporción estequiométrica, una sustancia se consumirá primero, limitando la cantidad de reacción. Otros reactivos pueden permanecer en ese momento.
Para N₂ + 3H₂ → 2NH₃, mezclar 1 mol de N₂ con 2 moles de H₂, se produce un límite de hidrógeno: reaccionar todo el nitrógeno requeriría 3 moles de hidrógeno.
Relaciones y condiciones de validez
El valor mínimo de nᵢ/νᵢ entre los reactivos determina la extensión posible de la reacción ξ. La cantidad de producto formado es ν_productoξ, y la cantidad de reactivo restante es nᵢ−νᵢξ.
El rendimiento obtenido teóricamente se basa en la suposición de que solo la reacción definida procede completamente. En la realidad, debido al equilibrio, reacciones secundarias y pérdidas de separación, la cantidad recuperada puede ser menor que el rendimiento teórico.
Qué observar en la simulación
El reactivo limitante determina la cantidad producida. Después de una reacción, se deben incluir tanto los productos como los reactivos restantes para preservar la masa.
Suponga que las tres reacciones se completan sin reacciones secundarias. Se excluyen el equilibrio, la velocidad y el rendimiento real. La masa molar se calcula utilizando pesos atómicos educativos de H=1, C=12, N=14 y O=16 g/mol. El círculo es un diagrama esquemático de un conjunto de moles, no el número real de moléculas. La unidad de ξ es mol.
Relaciones y símbolos clave
ξ = min(nᵢ/νᵢ) · Cantidad restante = nᵢ−νᵢξ · Cantidad producida = νproductoξ
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| ξ | Avance de reacción | mol |
| nᵢ | Cantidad inicial de reactivo | mol |
| νᵢ | Coeficiente de la ecuación química | Adimensional |
Ejemplo resuelto
¿A qué valor se fija el reactivo limitante?
Necesitamos comparar el número de moles dividido por el coeficiente ν en la ecuación de reacción. H₂ es 3/2=1,5 mol, O₂ es 1/1=1 mol, por lo que ξ=1 mol y se producen 2 moles de agua.
Errores frecuentes
- No es posible afirmar simplemente que la menor masa de una sustancia es inmediatamente un reactivo limitante.