Física y Química de 3º ESO

Supongamos que tenemos una reacción química ajustada (RQA) similar a esta, sin saber quiénes son las sustancias puras A, B y C que intervienen.

Cuando reaccionen dos cantidades de A y B, lo más habitual que ocurrirá es que uno de los dos reactivos se gastará antes que el otro, y del otro sobrará cierta cantidad.

Llamaremos RL (reactivo limitante) a aquel que se acaba primero. Cuando se acaba el reactivo limitante, la reacción se detiene, ya que no hay de uno de los dos reactivos.
Llamaremos RE (reactivo en exceso) a aquel que sobra, es decir, que no puede reaccionar y se queda tal cual, ya que el limitante se acabó y no tiene con quién reaccionar.

CASO 1: Reacciones con moles

Por ejemplo, la reacción de 40 moles de A con 50 moles de B

Calculamos las cantidades de producto (C) que se obtendrían con los moles de A y B del problema, suponiendo a A o B como reactivos limitantes, como si el otro (B o A) no acabase nunca.
Aquel de los dos (A o B) que origine, produzca o proporcione menor cantidad de C, será el reactivo limitante.
El reactivo limitante siempre reacciona por completo, por lo que al final de la reacción no quedará nada.
Todos los cálculos se realizarán mediante el reactivo limitante.

Observa en amarillo el factor de conversión que usaremos interpretando la reacción química ajustada, es decir empleando los coeficientes estequiométricos.

Observa cómo llevamos los datos a la tabla de resultados:

Calculemos ahora la cantidad de A que reacciona con el reactivo limitante que ahora resultó ser B.

Ahora tenemos que interpretar este cálculo para saber qué cantidad nos sobra del reactivo que se encuentra en exceso.

Finalmente completaremos el cuadro de recogida de datos en cada momento de la reacción:

CASO 2: Reacciones con moléculas

Por ejemplo, la reacción de 40 . 10^23 moléculas de A con 50 . 10^23 moléculas de B

En el caso de moléculas se opera exactamente igual:

CASO 3: Reacciones con volúmenes (sólo cuando A, B y C sean gases)

Por ejemplo, la reacción de 40 litros de A con 50 litros de B

En el caso de que A, B y C sean gases y se encuentren en las mismas condiciones de presión o temperatura, con ciertos volúmenes de A y B se operaría igual.

CASO 4: Reacciones con masa (g)

Por ejemplo, la reacción de 125 g de A con 450 g de B

1. Lo primero que tenemos que hacer es calcular la masa molar de A, B y C. En este ejemplo son las que se indican. Observa que para el cálculo de las masas molares, no intervienen los coeficientes estequiométricos de ajuste de la reacción 2, 3, 1.

2. A continuación, descubrimos el reactivo limitante y el reactivo en exceso pero convirtiendo a moles todas las cantidades:

"Suponer" que el RL = A y calcular la masa de C que se forma suponiendo que A se gasta (reacciona, se consume) por completo. Primero observa el esquema de lo que vamos a hacer y fíjate cómo cuando usamos la RQA (Reacción química ajustada) cambiamos de sustancia, en este caso de A a C.

"Suponer" que el RL = B y calcular la masa de C que se forma suponiendo que B se gasta (reacciona, se consume) por completo. De nuevo observa el esquema de lo que vamos a hacer y fíjate cómo cuando usamos la RQA (Reacción Química Ajustada) cambiamos de sustancia, ahora de B a C.

Comparamos ahora las cantidades de C formadas, y aquella que sea menor, nos permite identificar al reactivo limitante:

Ya tenemos casi todo hecho ya que hemos descubierto que A reacciona por completo y forma 850 g de C y que además de B no reacciona todo. Vayamos completando nuestro cuadro:

3. Calculamos ahora la cantidad del reactivo en exceso que reacciona y la que nos sobra:

Y por tanto nos sobrarán de B:

Completamos ahora por completo nuestro cuadro:

Y para terminar, una observación en este caso.... comprueba cómo se cumple la Ley de conservación de la masa en las reacciones químicas:

Y ahora para practicar puedes usar este juego. Cuando juegues con moléculas ten en cuenta que no puede reaccionar media molécula. Para que lo entiendas piensa en el dinero en efectivo: