Ketika kita menempatkan dua unsur atau senyawa untuk bereaksi secara kimia satu sama lain, hal yang biasa adalah menempatkan jumlah yang tepat dari salah satu reagen, dan menempatkan kelebihan jumlah reagen kedua, untuk memastikan bahwa yang pertama dapat bereaksi sepenuhnya, dan dalam dengan cara ini, dapat melakukan perhitungan berdasarkan persamaan kimia yang disesuaikan secara stoikiometrik
Pereaksi yang habis digunakan disebut pereaksi pembatas, karena zat inilah yang menentukan jumlah produk yang dapat dihasilkan dalam reaksi tersebut. Ketika reagen pembatas dikonsumsi, reaksi berhenti.
Reagen yang tidak bereaksi sempurna, melainkan “tersisa”, disebut reagen berlebih.
Jika kita memiliki dua unsur atau senyawa yang berbeda dalam jumlah tertentu, untuk menghasilkan suatu reaksi kimia, kita dapat mengetahui terlebih dahulu mana yang akan menjadi reaktan pembatas dan mana yang akan menjadi reaktan berlebih, dengan melakukan beberapa perhitungan berdasarkan persamaan kimia yang sesuai.
Ambil contoh reaksi pembentukan amonia dari hidrogen dan nitrogen.
H2 + N2 = NH3
Jika saya memiliki 15 mol hidrogen dan 10 mol nitrogen, apa yang akan menjadi reaktan pembatas, berapa reaktan berlebih, dan berapa mol amonia yang dapat diperoleh?
Hal pertama yang harus kita lakukan adalah menyesuaikan reaksi, yaitu menempatkan koefisien stoikiometrik yang sesuai, sehingga jumlah atom dalam reaktan sama dengan jumlah atom dalam produk, dan dengan cara ini mematuhi hukum kekekalan. dari masalah ini.
Maka reaksi yang disesuaikan (trial and error) akan menjadi sebagai berikut:
3H2 + N2 = 2NH3
Ini ditafsirkan sebagai berikut: 3 molekul atau mol hidrogen bereaksi dengan satu molekul atau mol nitrogen untuk memperoleh 2 mol atau molekul amonia.
Jadi jika saya memiliki 15 mol hidrogen, mereka akan bereaksi dengan 5 mol nitrogen, menyisakan 5 mol unsur ini lagi. Jadi dalam hal ini, hidrogen adalah pereaksi pembatas, dan nitrogen adalah pereaksi berlebih. Jika dengan tiga mol hidrogen dua mol amonia akan dihasilkan, dengan 15 mol hidrogen kita akan memperoleh 10 mol amonia.
Kita dapat bekerja dengan satuan yang kita butuhkan, apakah itu gram atau mol, itu tidak jelas, selama kita menghormati proporsi stoikiometri yang diwakili dalam reaksi.
Cara lain untuk menemukan reaktan berlebih dan reaktan pembatas adalah dengan menghitung berapa banyak produk yang akan dihasilkan masing-masing. Reagen yang dengannya jumlah produk terbesar akan diperoleh adalah pereaksi berlebih, dan yang lainnya, pereaksi pembatas.
Misalnya untuk reaksi:
2NH3 + CO2 = (NH2) 2CO + H2O
Jika saya memiliki 637,2 gram amonia dan 1142 gram karbon dioksida, yang akan bereaksi membentuk urea, apa yang akan menjadi reaktan pembatas dan apa yang akan menjadi reaktan berlebih?
Hal pertama adalah beralih dari gram ke mol, sesuai dengan berat tambahan atom dari masing-masing senyawa. Kemudian, dengan melakukan perhitungan yang sesuai, kami memperoleh bahwa:
637,2 gram amonia adalah 37,5 mol.
1142 gram karbon dioksida adalah 26 mol.
Oleh karena itu, dengan 37,5 mol amonia, dapat diperoleh 18,75 mol urea.
Dengan 26 mol karbon dioksida, 26 mol urea akan diperoleh.
Jadi dalam hal ini, amonia adalah pereaksi pembatas, dan CO2 adalah pereaksi berlebih.