Química InorgánicaTema: Reactivo Limitante

Ing. Santiago Figueroa Lorenzo

Analizar el comportamiento de las rectas y sus propiedades.

Conocer el concepto de funciones, así como sus propiedades y su representación en la plano cartesiano.

OBJETIVOS

Álgebra y Trigonometría, Sullivan, Séptima Edición.

BIBLIOGRAFÍA

Cuando una ecuación está balanceada, la estequiometría se emplea para saber los moles de un producto obtenidos a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación balanceada. Generalmente cuando se efectúa una reacción química los reactivos no se encuentran en cantidades estequiométricamente exactas, es decir, en las proporciones que indica su ecuación balanceada. En consecuencia, algunos reactivos se consumen totalmente, mientras que otros son recuperados al finalizar la reacción.

INTRODUCCIÓN

Si debemos hacer panes con queso, y para ello disponemos de siete panes y sólo cinco rebanadas de queso, ¿cuántos emparedados podré hacer? Sólo podré hacer cinco emparedados y por tanto las rebanadas de queso serán el reactivo limitante de este proceso, mientras que el pan será el reactivo excedente.

Haciendo Panes …

El reactivo que se consume, en una reacción química, en primer lugar es llamado reactivo limitante, ya que la cantidad de éste determina la cantidad total de producto formado. Cuando este reactivo se consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que se consumen parcialmente son los reactivos en exceso.

REACTIVO LIMITANTE

¿ CÓMO DETERMINAR EL REACTIVO LIMITANTE ?

Método 1

Método 2

EJEMPLO 1Para la siguiente reacción química:

¿Cuál es el reactivo limitante si tenemos 10 moléculas de hidrógeno y 10 moléculas de oxígeno?

Necesitamos 2 moléculas de H2 por cada molécula de O2

Pero tenemos sólo 10 moléculas de H2 y 10 moléculas de O2

Debido a que,

La proporción requerida es de 2 : 1

Pero la proporción que tenemos es de 1 : 1

El reactivo en exceso es el O2 y el reactivo limitante es el H2

EJEMPLO 1Para la siguiente reacción química:

¿Cuántas moléculas de oxígeno estarán en exceso?

2 𝐻2 10

1𝑂2 𝑥Aplicando proporcionalidad directa

2 𝑥=1∗10𝑥=

102

𝑥=5

MÉTODO 1 Este método se basa en la comparación de la proporción de cantidades de reactivo con la

relación estequiométrica.

Dada la ecuación general:

Siendo X e Y reactivos, Z productos y a, b y c, sus respectivos coeficientes estequiométricos.

MÉTODO 1

MÉTODO 1. Ejemplo 1

Ejemplo:

¿Qué masa de CO2 se producirá al reaccionar 8,0 gramos de CH4 con 48 gramos de O2 en la combustión del metano?

Reproduzcamos la reacción ajustada:

1 mol       2 moles                   1 mol          2  moles 16 g/mol      32 g/mol              44 g/mol          18 g/mol

Para obtener los gramos de CO2 que se forman, debemos saber cuál es el reactivo limitante, ya que es a partir de éste del que haremos los cálculos posteriores.

MÉTODO 1. Ejemplo 2

Solución – Método 1: Con nuestros datos se calcula el número de moles de cada uno de los

reactivos.

La ecuación ajustada indica la relación de los reactivos al reaccionar:                1 mol de CH4                 a                      2 moles de O2

                0,5 mol de CH4              a                      1 mol de O2

pero como realmente tenemos:                 0,5 mol de CH4             a                      1,5 de O2

Entonces una vez que han reaccionado 0,5 moles de CH4 con 1 mol de O2, la reacción se detiene por agotamiento del CH4, y quedarían 0,5 moles de O2 de exceso.

MÉTODO 1. Ejemplo 2

Calculamos la cantidad de CO2 que se forma a partir de cada uno de los reactivos. (Es importante señalar que aún cuando nos están pidiendo la masa de CO2 que se forma, primero calculamos los moles que se obtienen a partir de cada reactivo, la finalidad es saber cuál es el Reactivo Limitante, ya que es a partir de éste del que haremos los cálculos posteriores). El reactivo que da la menor cantidad de producto es el reactivo limitante

24

2

4

44 5.0

1

1*

16

1*8 molCO

molCH

molCO

gCH

molCHgCH

22

2

2

22 75.0

2

1*

32

1*48 molCO

molO

molCO

gO

molOgO

MÉTODO 2. Ejemplo 1

Solución

A partir de cualquiera de los métodos, obtuvimos que el metano es el reactivo limitante.

El CH4 es el reactivo limitante y sobre éste deben basarse los cálculos:

22

2

4

2

4

44 22

1

44*

1

1*

16

1*8 gCO

molCO

gCO

molCH

molCO

gCH

molCHgCH

MÉTODO 2. Ejemplo 1

Si queremos saber la cantidad que queda del reactivo en exceso, podemos hacerlo por diferentes métodos:

1) Calcular la cantidad del reactivo en exceso que se requiere para formar los g de producto y restarlo a la cantidad inicial:

48 g O2 - 32 g O2 = 16 g O2

22

2

2

2

2

22 32

1

32*

1

2*

44

1*22 gO

molO

gO

molCO

molO

gCO

molCOgCO

MÉTODO 2. Ejemplo 1