Reactivo Limitante ( 2 DE BGU) REALIZAR LOS DOS EJERCICIOS PROPUESTOS

Ejemplos de Reactivo Limitante

El Reactivo Limitante:

En una Reacción Química, el Reactivo Limitante es el que se consume antes y por lo tanto va a limitar la cantidad de los productos que se forman.

Por otra parte, los Reactivos en Exceso son aquellos que van a sobrar cuando el reactivo limitante se consuma completamente.

Sea la siguiente ecuación:

aX + bY → cZ.

Entonces los reactivos limitantes dependerán de las cantidades de reactivo presentes en la reacción:

b · moles de X  <  a · moles de Y → X es el reactivo limitante.

b · moles de X  >  a · moles de Y → Y es el reactivo limitante.

El concepto de Reactivo Limitante sirve para evitar costes innecesarios: el reactivo más caro será el limitante asegurando que se aprovecha lo máximo posible.

Ejemplos de Reactivo Limitante:

• Ejemplo 1: sea la reacción de síntesis del metanol: CO + 2H₂ → CH₃OH. 

Si se tienen 3 moles de CO y 5 moles de , calcular cuál es el reactivo limitante y la cantidad de metanol producida.

Calculamos cual es el reactivo limitante:

• b · moles de X = 2 · 3 = 6
• a · moles de Y = 1 · 5 = 5

Como b · moles X > a · moles Y → Y es el reactivo limitante, es decir el H₂

La cantidad de metanol que se forma será por lo tanto:

• moles de Z = moles de Y · (c/b) = 5 · (1/2) = 2,5 moles de metanol

• Ejemplo 2: sea la reacción de síntesis de la urea: 2 NH₃ + CO₂ → (NH₂)₂CO + H₂O

Si tenemos 500 gramos de NH₃ y 1000 gramos de CO₂ calculcular cuál es el reactivo limitante y la cantidad de urea producida.

Los pesos moleculares del NH₃ , CO₂ y  (NH₂)₂CO son 17,03, 44,01 y 60,06 gramos/mol

Solución:

Calculamos en primer lugar cuántos moles hay de cada reactivo:

• moles NH₃ = 500 gramos / 17,03 gramos · mol^-1 = 29,36 moles
• moles CO₂ = 1000 gramos / 44,01 gramos · mol^-1 = 22,72 moles

Calculamos ahora cual es el reactivo limitante:

• b · moles de X = 1 · 29,36 = 29,36
• a · moles de Y = 2 · 22,72 = 45,44

Como b · moles X < a · moles Y → X es el reactivo limitante, es decir el NH₃

Por último calculamos la cantidad de urea producida teniendo en cuenta el reactivo limitante:

• moles de urea producidos = moles de NH₃ · (1/2) = 29,36 · (1/2) = 14,68 moles 
• Peso urea = moles · peso molecular = 14,68 · 60,06 = 881,68 gramos
   

Ejercicios de Reactivo Limitante:

Ejercicio 1: Sea la siguiente reacción: CH₃OH + CH₃Br + LiC₄H₉ → CH₃OCH₃ + LiBr + C₄H₁₀

Si están presentes 100 gramos de cada uno de los reactivos, calcular cuál es el limitante y la cantidad sobrante del resto.

Los pesos moleculares del CH₃OH, CH₃Br y LiC₄H₉ son 32,04, 94,94 y 64,06 gramos/mol

Ejercicio 2: Sea la siguiente reacción: 2 Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2 Fe

Si están presentes 100 gramos de cada uno de los reactivos, calcular cuál es el limitante, la cantidad sobrante del resto de reactivos y la cantidad de Al₂O₃ generada.

Los pesos moleculares del Al, Fe₂O₃ y Al₂O₃ son 26,98, 159,69 y 101,96 gramos/mol respectivamente.