Reactivo Limitante Y Reactivo En Exceso

Supongamos que aquí, en el salón de clases, María y Juana montan una microempresa para producir camisas. María corta, al día, 20 camisas; pero Juana puede cocer apenas 10 camisas. Cuántas camisas se producen diariamente?

La respuesta es obvia: 10 camisas, ya que por muchas que corte María, Juana solo podrá cocer 10. Eso quiere decir que Juana está limitando la producción de camisas.

Lo anterior es lo mismo que pasa en una reacción química. Cuando dos reactivos se ponen en contacto, en una reacción química, por lo general uno de ellos se acaba (agota) primero, por lo tanto, al el otro no tener con quien combinarse, la reacción se para. Ese reactivo que se agota primero es el que recibe el nombre de reactivo límite o reactivo limitante y el otro, recibe el nombre de reactivo en exceso.

Es bueno aclarar, que no siempre el reactivo que está en menor cantidad en gramos, es siempre el reactivo limitante, sino, el que está en menor proporción estequiométrica, es decir, el que está en menor relación molar según la estequiometria de la reacción.

Pero como se hace para identificar el reactivo limitante en una reacción química?

El siguiente ejemplo, que es TIPO EXÁMEN, es decir, se preguntará en el parcial un problema similar a éste, al cual se le cambiará la reacción química y las cantidades.

EJEMPLO: El dióxido de carbono, CO2 (Peso molecular 44 g) se obtiene por la reacción del metano, CH4 (Peso molecular 16 g) y el oxígeno, O2 (Peso molecular 32 g). Otro producto de la reacción es el agua, H2O (Peso molecular 18 g). a) Cuántos gramos de dióxido se obtienen cuando reaccionan 48 gramos de metano con 96 gramos de oxígeno? B) Cuántos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?

NOTA: En el examen parcial no se darán los pesos moleculares, sino los pesos atómicos para evaluar la destreza en el cálculo de pesos moleculares, previamente explicado.

Para resolver el ejemplo anterior seguiremos los siguientes pasos:

Primer paso: Escribir la ecuación y balancearla.

Como se puede observar, la ecuación química, no está explícita, pero leyendo, lo que llamo el bla-bla-bla, se puede extraer o construir fácilmente, veamos:

El texto nos dice que el CO2 se obtiene, luego si se obtiene debe ser un producto y debe ir al lado derecho de la flecha, así:

CO2

Ahora, nos dice que por la reacción del metano y del oxígeno, eso quiere decir, que ellos son los reactivos y deben ir al lado izquierdo de la flecha, así:

CH4 + O2 CO2

Luego se lee en el bla-bla-bla que, otro producto de la reacción es agua, y debe ir, al lado derecho de la flecha, como todos los productos, así:

CH4 + O2 CO2 + H2O

La anterior es la ecuación química que refleja el texto del ejemplo, ahora hay que balancearla o ajustarla, hasta que se cumpla la Ley de la Conservación de la Materia. Para ello procedemos a utilizar el método de error y ensayo o de tanteo:

Analizando la ecuación se observa que a la izquierda de la flecha hay un átomo de carbono ( C) y a la derecha también hay uno, luego el C está balanceado.

A la izquierda de la flecha hay 4 átomos de hidrógeno (H) y a la derecha hay dos (2). Como el H aparece como H2 buscamos un número que multiplicado por dos (2) de cuatro (4) y ése es dos (2), el cual colocamos como coeficiente, así:

CH4 + O2 CO2 + 2H2O

Al chequear el O, se ve que a la derecha de la flecha hay dos por un lado (CO2) y dos por el otro (2H2O), para un total de cuatro (4): eso indica que a la izquierda de la flecha también deben haber 4 oxígeno y solo se tienen dos (O2), entonces, se busca un número que multiplicado por dos (2) de cuatro (4) y ése también es dos (2), el cual se coloca como coeficiente del oxígeno, así:

CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O

Y la ecuación queda balanceada, es decir, cumple la Ley de la conservación de la materia: La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma. En otras palabras: La masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos.

Aprovecho la ocasión para recalcar que NUNCA, en el balanceo de ecuaciones se utilizan subíndices por que eso hace que se pierda la naturaleza de los reactivos y productos originales y además no hay garantía que esos NUEVOS COMPUESTOS EXISTAN.

Segundo paso: Planteamiento del problema.

Tengo que hacer énfasis, de que cuando el problema se plantea correctamente, se garantiza aproximadamente un 30% de la solución. El planteamiento de nuestro ejemplo quedaría así:

CH4 + 2 O2

...