Reagente limitante

Numa reação química, o reagente limitante é aquele que será consumido por completo em primeiro lugar, fazendo com que a reação termine. A sua determinação depende da quantidade inicial (mols) de cada um dos reagentes, e leva em conta a estequiometria da reacção.

Reagente limitante

O reagente limitante de uma reação química é o reagente que se encontra presente em menor quantidade relativa, isto é, o que apresenta menor quociente entre a respectiva quantidade de substância e o coeficiente estequiométrico respectivo na equação química que traduz a reação. Em situações do cotidiano, tanto no laboratório como na indústria, as relações entre reagentes e produtos não são simples, uma vez que é necessário ter em atenção que os reagentes não existem no estado de pureza absoluta, apresentando impurezas; as quantidades relativas de reagentes raramente obedecem às proporções estequiométricas, havendo um reagente limitante e outro(s) em excesso e a quantidade obtida de cada produto nem sempre é igual à teoricamente esperada, fazendo com que o rendimento da reação seja inferior a 100%. Deste modo, torna-se importante determinar o reagente limitante de uma reação química, sendo este definido como aquele que está em defeito relativamente às proporções estabelecidas pela correspondente equação química. O reagente limitante é o reagente cuja quantidade determina a(s) quantidade(s) máxima(s) de reagente(s) que se gasta(m) e de produto(s) que se forma(m) nessa reação química. Numa reação designam-se por reagentes em excesso todos os reagentes que não sejam o reagente limitante. Se as quantidades de todos os reagentes estiverem em proporções estequiométricas, todos os reagentes são limitantes.

O reagente limitante realmente limita a reação, pois depois que ele é totalmente consumido, a reação cessa, não importando a quantidade em excesso que ainda tenha do outro reagente. 

Determinação do reagente limitante:

A partir da equação química balanceada é possível determinar quem é o reagente limitante e o que está em excesso e a relação entre as quantidades das substâncias envolvidas.

Vejamos um exemplo de como realizar este cálculo; consideremos o caso da combustão do álcool:

Problema: Uma massa de 138 g álcool etílico (C₂H₆O) foi posta para queimar com 320g de oxigênio (O₂), em condições normais de temperatura e pressão. Qual é a massa de gás carbônico liberado e o excesso de reagente, se houver?

Resolução:
A reação balanceada é dada por:

1 C₂H₆O_(V)   + 3 O_2(g) → 2CO_2(g) + 3H₂O_(v)
1 mol                  3 mol         2 mol
46 g                    96g            88g
138g                  320g

Só de analisarmos os dados, vemos que a massa de oxigênio é proporcionalmente maior que a do álcool, assim o oxigênio é o reagente em excesso e o álcool etílico é o reagente limitante.

Calculando a massa de gás carbônico formado a partir da quantidade do reagente limitante:

46g de C₂H₆O ------------88g de CO₂
138g de C₂H₆O ------------x
x = 264 g de CO₂

A massa de oxigênio em excesso é determinada de forma análoga:

46g de C₂H₆O ------------ 96 O₂
138g de C₂H₆O ------------x
x = 288 g de O₂

A massa em excesso é a diferença da massa que foi colocada para reagir e a que efetivamente reagiu:

320g - 288g= 32 g