Reagente limitante

Si definisce reagente limitante di una reazione chimica quella specie che si consuma per prima e che determina la quantità dei prodotti di reazione

Per determinare il reagente limitante di una reazione si deve:

• bilanciare la reazione per conoscere i coefficienti stechiometrici dei reagenti
• calcolare le moli di ciascun reagente
• considerare uno dei reagenti e determinare le moli necessarie degli altri reagenti

Se le moli di tutti i reagenti sono sufficienti allora quello considerato è il reagente limitante

Esercizi

Individuazione del reagente limitante

Individuare  il reagente limitante se si fanno reagire:

• 80 g di Al con 4.15 g di Cl₂ secondo la reazione: 2 Al + 3 Cl₂ → 2 AlCl₃

Poiché la reazione è già bilanciata di calcolano le moli dell'alluminio e del cloro:

moli di Al = 2.80 g/26.98 g/mol = 0.104

moli di Cl₂ = 4.25 g/70.906 g/mol=0.0599

Poiché il rapporto tra Al e Cl₂ è di 2:3 si possono calcolare le moli di Cl₂ necessarie a reagire con 0.104 moli di Al:

2:3 = 0.104:x

Da cui x = moli di Cl₂ necessarie = 3 · 0.104/2 = 0.156

Poiché si dispone di 0.0599 moli di Cl₂ quest'ultimo è il reagente limitante

Allo stesso risultato si perviene se è preso Cl₂ come riferimento:

2:3 = x : 0.0599

Da cui x = moli di Al necessarie = 2 · 0.0599/3=0.0399

Poiché le moli di Al sono 0.104 si ha che Al è in eccesso e Cl₂ è limitante

Calcolo della massa del reagente in eccesso

Calcolare la massa di reagente in eccesso se si fanno reagire:

• 0 g di Cu e 125 g di AgNO₃ secondo la reazione: Cu + 2 AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2 Ag

Poiché la reazione è già bilanciata di calcolano le moli del rame e del nitrato di argento:

moli di Cu = 19.0 g/63.55 g/mol = 0.299

moli di AgNO₃ = 125 g/169.87 g/mol=0.736

Poiché il rapporto tra Cu e AgNO₃ è di 1:2 si possono calcolare le moli di Cu necessarie a reagire con 0.736 moli di AgNO₃ :

1:2 = x: 0.736

Da cui x = moli di Cu necessarie = 1 · 0.736/2= 0.368

Sono tuttavia disponibili solo 0.299 moli di Cu che è il limitante. Questo dato serve se si vuole calcolare la massa dei prodotti.

Si calcolano le moli di AgNO₃ necessarie a reagire con 0.299 moli di Cu:

1:2 = 0.299: x

Da cui x = moli di AgNO₃ necessarie = 2 · 0.299/1 =0.598

Le moli di AgNO₃ in eccesso sono pari a 0.736-0.598 = 0.138

La massa di AgNO₃ in eccesso è quindi 0.138 mol ·169.87 g/mol= 23.4 g

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