Por Riti Gupta
Atualizado em 30 de agosto de 2022

O que é um reagente limitante?

Numa reação química, o reagente que é completamente consumido primeiro interrompe a reação. Esse reagente é conhecido como reagente limitante (ou reagente limitante). O reagente restante, se houver, é chamado de reagente em excesso .

Por que é importante

Na maioria dos laboratórios, os reagentes são adicionados em quantidades que não correspondem às proporções estequiométricas exatas mostradas na equação balanceada. Compreender quais espécies são limitantes ajuda os químicos a prever o rendimento dos produtos, projetar processos de aumento de escala e evitar desperdícios dispendiosos.

Exemplo 1:Amônia e Dióxido de Carbono em Uréia

A equação balanceada para a síntese de uréia é:

\(2\mathrm{NH}_3(g)+\mathrm{CO}_2(g) \rightarrow (\mathrm{NH}_2)_2\mathrm{CO}(aq)+\mathrm{H}_2\mathrm{O}(l)\)

A partir dos coeficientes, 2mol de amônia reagem com 1mol de dióxido de carbono. Suponha que adicionemos 4mol de \(\mathrm{CO}_2\) e 12mol de \(\mathrm{NH}_3\).

Calcule a amônia necessária para 4mol de dióxido de carbono:

\(4\text{ mol }\mathrm{CO}_2\left(\dfrac{2\text{ mol }\mathrm{NH}_3}{1\text{ mol }\mathrm{CO}_2}\right)=8\text{ mol }\mathrm{NH}_3\)

São necessários apenas 8mol de amônia, deixando 4mol não utilizados. Portanto, o dióxido de carbono é o reagente limitante e a amônia está em excesso.

Alternativamente, determine quanto dióxido de carbono seria necessário para 12 mol de amônia:

\(12\text{ mol }\mathrm{NH}_3\left(\dfrac{1\text{ mol }\mathrm{CO}_2}{2\text{ mol }\mathrm{NH}_3}\right)=6\text{ mol }\mathrm{CO}_2\)

Como apenas 4mol de \(\mathrm{CO}_2\) estão presentes, segue-se a mesma conclusão:o dióxido de carbono limita a reação.

Exemplo 2:Produção de cloreto de alumínio

A equação balanceada é:

\(2\mathrm{Al}+3\mathrm{Cl}_2 \rightarrow 2\mathrm{AlCl}_3\)

Dados 25g de alumínio e 32g de cloro gasoso, converta as massas em moles:

Alumínio:\(25\text{ g }\mathrm{Al}\left(\dfrac{1\text{ mol }\mathrm{Al}}{26,98\text{ g }\mathrm{Al}}\right)=0,93\text{ mol }\mathrm{Al}\)

Cloro:\(32\text{ g }\mathrm{Cl}_2\left(\dfrac{1\text{ mol }\mathrm{Cl}_2}{70,90\text{ g }\mathrm{Cl}_2}\right)=0,45\text{ mol }\mathrm{Cl}_2\)

Determine o cloro necessário para consumir todo o alumínio:

\(0,93\text{ mol }\mathrm{Al}\left(\dfrac{3\text{ mol }\mathrm{Cl}_2}{2\text{ mol }\mathrm{Al}}\right)=1,40\text{ mol }\mathrm{Cl}_2\)

Apenas 0,45 mol de cloro estão disponíveis, portanto o cloro é o reagente limitante. O reagente em excesso é o alumínio.

Verificação:Moles de alumínio necessários para todo o cloro:

\(0,45\text{ mol }\mathrm{Cl}_2\left(\dfrac{2\text{ mol }\mathrm{Al}}{3\text{ mol }\mathrm{Cl}_2}\right)=0,30\text{ mol }\mathrm{Al}\)

Como estão presentes 0,93 mol de alumínio, a conclusão permanece inalterada.

Principais conclusões

O reagente limitante é determinado pelas quantidades reais de reagentes utilizados, e não apenas pelos coeficientes estequiométricos. O cálculo da razão entre os moles disponíveis e a razão estequiométrica sempre revelará quais espécies limitam a formação do produto.