Quimica

Reactivo limitante y en exceso (Porciento de conversión global y en un solo paso, Rendimiento y selectividad, Reacciones de combustión).

Cuando se presenta una reacción los balances quedan condicionados por la ecuación química que la representa. En toda reacción química la suma de las masas reaccionantes deberá ser igual a la suma de las masas de los productos.
Así, el número de átomosentrantes a la reacción debe ser igual al número de átomos salientes de ella, pero el número de moles entrantes no es necesariamente el mismo que el de las moles salientes.

Sin embargo, es posible hacer los balances con reacciones químicas usando moles, siempre y cuando se observen las cantidades relativas de las mismas que intervienen en la reacción.

Reactivo Limitante

Cuando se haajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos. 
Cuando una ecuación está ajustada, la estequiometría se emplea para saber las moles de un producto obtenidas a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entrereactivo y producto se obtiene de la ecuación ajustada. A veces se cree equivocadamente que en las reacciones se utilizan siempre las cantidades exactas de reactivos. Sin embargo, en la práctica lo normal suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante. 
Reactivo limitante
Cuando una reacción se detieneporque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante. 
Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado.
Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada.

Ejemplo 1:
Para la reacción:
[pic]¿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.
La proporción requerida es de 2 : 1
Pero la proporción que tenemos es de 1 : 1
Es claro que el reactivo en exceso es el O2 y el reactivo limitante es el H2
Como trabajar conmoléculas es lo mismo que trabajar con moles. 
Si ahora ponemos 15 moles de H2 con 5 moles de O2 entonces como la estequiometría de la reacción es tal que 1 mol de O2 reaccionan con 2 moles de H2, entonces el número de moles de O2 necesarias para reaccionar con todo el H2 es 7,5, y el número de moles de H2 necesarias para reaccionar con todo el O2 es 10.
Es decir, que después que todo el oxígeno se haconsumido, sobrarán 5 moles de hidrógeno. El O2 es el reactivo limitante
Una manera de resolver el problema de cuál es el reactivo es el limitante es:
Calcular la cantidad de producto que se formará para cada una de las cantidades que hay de reactivos en la reacción.
El reactivo limitante será aquel que produce la menor cantidad de producto.

Ejemplo 2:
Se necesita un cierre, tres arandelas ydos tuercas para construir una baratija. Si el inventario habitual es 4,000 cierres, 12,000 arandelas y 7,000 tuercas. ¿Cuantas baratijas se pueden producir? 
La ecuación correspondiente será:
[pic]

En esta reacción, 1 mol de cierres, 3 moles de arandela y 2 moles de tuercas reaccionan para dar 1 mol de baratijas. 
1) Divide la cantidad de cada reactivo por el número de moles de ese reactivoque se usan en la ecuación ajustada. Así se determina la máxima cantidad de baratijas que pueden producirse por cada reactivo. 

• Cierres: 4,000 / 1 = 4,000 

• Arandelas: 12,000 / 3 = 4,000 

• Tuercas: 7,000 / 2 = 3,500

Por tanto, el reactivo limitante es la tuerca. 
2) Determina el número de baratijas que pueden hacerse a partir del reactivo limitante. Ya...