U kemiji, što je ograničavajući reaktant?

Kada kemičar želi napraviti određenu količinu proizvoda, mora znati koliko će svakog kemijskog reaktanta upotrijebiti. Slično, ako ima određenu količinu reaktanta, moglo bi biti korisno saznati koliko će proizvoda moći napraviti s njom. U kemiji, jedan od čimbenika koje će kemičar morati znati kako bi napravio ili odredio koliko proizvoda može napraviti je ograničavajući reaktant. Ograničavajući reaktant, koji se također naziva ograničavajućim reagensom, ograničava količinu proizvoda koji se može stvoriti u reakciji – nakon što se ovaj reaktant potroši, reakcija će se zaustaviti. Stoga je važno da kemičar zna odrediti koji je reaktant ograničavajući reaktant i osigurati da ga ima dovoljno za proizvodnju željene količine proizvoda.

Ograničavajući reaktant je reaktant koji će prvi nestati kako reakcija napreduje. Kada se granični reaktant potroši, reakcija će prestati. Svaka kemikalija ili tvar ima potencijal da bude ograničavajući reaktant. Kako bi odredio koji je reaktant ograničavajući, kemičar će morati odrediti koliko svake tvari ima. On će također morati znati koji je udio svakog reaktanta potreban reakciji kako bi se nastavilo željeno vrijeme.

Uravnotežena jednadžba može pomoći znanstveniku da zna udio svakog reaktanta. Uravnotežena jednadžba je ona koja odražava zakon održanja – ništa se ne stvara niti uništava tijekom reakcije. Drugim riječima, na jednoj strani jednadžbe ima onoliko atoma koliko i na drugoj. Na primjer, uravnotežena jednadžba za stvaranje vode je 2 H2 + O2 = 2 H2O. Ovdje je jasno da nam je potrebno dvostruko više atoma vodika od atoma kisika za stvaranje vode.

Prije nego što može odrediti koji je reaktant ograničavajući reaktant, znanstvenik mora znati koliko molova svake tvari ima. Mol je jednak otprilike 6.02 x 1023 jedinice tvari i teži isto kao i molekularna težina te tvari. Na primjer, budući da je molekularna težina vodika približno 2 grama, mol molekula vodika također bi težio približno 2 grama i bio bi otprilike jednak 6.02 x 1023 molekula vodika. Slično, molekularna težina kisika – otprilike 32 grama – otprilike je jednaka jednom molu molekula kisika. Dakle, ako kemičar ima dva grama vodika i 32 grama kisika, zna da ima oko jedan mol svake tvari.

Nakon što kemičar ima odgovarajuću uravnoteženu jednadžbu i zna koliko svakog reaktanata ima, tada može odrediti koji je reaktant ograničavajući reaktant. Na primjer, ako znanstvenik utvrdi da ima jedan mol vodika i jedan mol kisika, vodik bi bio ograničavajući reaktant. Prema uravnoteženoj jednadžbi za stvaranje vode, možete vidjeti da je za stvaranje vode potrebno dvostruko više molova atoma vodika nego atoma kisika. Drugim riječima, svaki atom kisika treba dva atoma vodika da bi napravio vodu. Vodik bi nestao prije kisika, a kad se to dogodi, reakcija bi prestala.