REACTIVO LIMITANTE Y EN EXCESO

1. Laboratorio de Técnicas Analíticas 5° TP N°8
Prof. Penone Victoria
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REACTIVOS LIMITANTE Y EN EXCESO. RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN
Cuando se realiza una reacción química, generalmente los reactantes no están presentes en
cantidades estequiometricas exactas, es decir, en las proporciones que indica la ecuación balanceada.
Veamos esto mediante un esquema.
En la imagen se muestran los reactantes: 11 esferas amarillas y 6 esferas naranjas, y el producto: 6
pares de esferas, formados por una amarilla y otra naranja. Se observa también que se utilizan todas
las esferas naranjas para formar el producto, mientras que sobran 5 esferas amarillas.
Se llama reactivo limitante al que se ha consumido por completo en una reacción química y
determina o limita la cantidad de producto formado. En la imagen descrita, la esfera verde
representa al reactivo limitante. En tanto, el reactivo en exceso es el que se encuentra en mayor
cantidad que lo necesario para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante, o sea, es el reactante
que sobra, el que queda sin reaccionar.
En relación con los reactivos limitante y excedente, analicemos el siguiente
Ejemplo:
El amoniaco domestico es una disolución acuosa de amoniaco gaseoso NH3 y se usa como
agente de limpieza. Si se hacen reaccionar 55 g de hidrogeno con 55 g de nitrógeno, según su
ecuación balanceada, ¿cuál es el reactivo limitante y cual en exceso?, ¿cuantos gramos de
NH3 produce la reacción?
A partir de la ecuación, sabemos que:
• 1 mol de N2 reacciona con 3 moles de H2 para obtener 2 moles de NH3.
Calculamos primero el número de moles de cada reactivo.

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Como 1 mol de N2 reacciona con 3 moles de H2, la cantidad de moles de H2
Que reaccionan con 1,96 mol de N2 será:
Entonces, como al inicio se tenían 27,5 mol de H2 y solo se necesitan 5,88
mol de H2 para reaccionar con 1,96 mol de N2, concluimos que el reactivo
limitante es N2 y el excedente es H2.
Ahora, calculamos la masa de NH3 formada por:
Por lo tanto, la reacción produce 66,64 g de NH3.
Rendimiento de una reacción
Habitualmente, los químicos necesitan saber de antemano la cantidad de
producto que se obtiene cuando una reacción química finaliza. Esta cantidad es lo que se llama
rendimiento de una reacción.

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La expresión para calcular el rendimiento de la reacción es la siguiente:
En la práctica, hay muchas reacciones en las que el rendimiento real es igual al teórico. Se dice, en
este caso, que son reacciones cuantitativas y son extraordinariamente aptas para hacer análisis
químicos. Pero también, en otras muchas, el rendimiento real es menor al teórico. Una de las causas
para explicar esta observación es que la reacción en estudio sea reversible, es decir, que el producto
obtenido se descompone para volver a formar los reactantes originales, o bien, que el proceso de
recuperación del producto sea difícil de manejar, como es el caso de las reacciones en que participan
gases: al trabajar con gases es muy fácil que estos escapen a la atmosfera sin que nos demos cuenta
de ello, alterando así el rendimiento de la reacción. También, hay otras situaciones en las que los
productos formados reaccionan entre sí para formar otros diferentes a los esperados.
Veamos un ejemplo para calcular el rendimiento de una reacción.
La reacción de 6,8 g de H2S con exceso de SO2, según la siguiente reacción, produce 8,2 g de S.
¿Cuál es el rendimiento? (Masas atómicas: H = 1; S = 32; O = 16,00).
A partir de la ecuación, sabemos que:
• Reaccionan 2 mol de H2S para obtener 3 mol de S.
Primero, determinamos la máxima cantidad de S que puede obtenerse
a partir de 6,8 g de H2S, según la reacción estequimétrica.
(6,8/34) • (3/2) • 32 = 9,6 g
• Luego, dividimos la cantidad real de S obtenida por la máxima teórica y multiplicamos por 100.
(8,2/9,6)• 100 = 85,4 %
• Por lo tanto, el rendimiento de la reacción es de 85,4 %
En la mayoría de las reacciones que se realizan a nivel industrial o en laboratorios, es muy difícil
alcanzar un rendimiento del 100 % (o el rendimiento teórico); en general, el rendimiento real será
menor que el teórico. Esto se puede deber a que:
– la reacción sea reversible, por lo que se volverán a formar reactantes.
– se usen gases como reactivos, los que se escapan fácilmente.
– los reactantes cursen reacciones laterales que no lleven al producto deseado.
– los productos formados experimenten reacciones posteriores, creando nuevos productos.
– se pierde parte de los productos al trasvasijar de un recipiente a otro.
Resolución de problemas:
Caso 1
El butano (C4H10) es uno de los componentes del gas licuado
y se utiliza como combustible en nuestro hogar.

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Si experimenta una combustión completa, forma dióxido de carbono y agua según la siguiente
ecuación:
Si reaccionan 23 g de butano con 96 g de oxígeno, ¿Cuál es el reactivo limitante?, ¿cuantos gramos
de CO2 se liberaran al ambiente?
Caso 2
El ácido fluorhídrico (HF) es un hidrácido muy fuerte que, entre otras aplicaciones, se emplea en la
refinación del petróleo y para producir gasolina en alto octanaje, en un proceso llamado alquilación
de la gasolina.
Si 11 L de flúor (F2) reaccionan con un determinado volumen de hidrogeno (H2) y se obtiene un
rendimiento de reacción de 79 %, ¿cuantos litros de ácido fluorhídrico se producen?

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ACTIVIDADES:
1) Se hacen reaccionar 21,3 g de nitrato de plata con 33,5 g de cloruro de aluminio para obtener
como producto cloruro de plata y nitrato de aluminio, según la siguiente ecuación
balanceada:
a. .Cual es el reactivo limitante: AgNO3 o AlCl3?
b. .Cual es el reactivo en exceso: AgNO3 o AlCl3?, ¿qué masa de este queda sin reaccionar?
c. ¿Qué masa de cloruro de plata se obtiene?
2) El boro se puede obtener a partir de la fusión de óxido de boro (B2O3) con magnesio (Mg)
según la siguiente ecuación:
Si se hacen reaccionar 107,44 g de B2O3 con 132 g de Mg,
a. ¿cuál de los reactivos es el limitante y cual el excedente?
b. ¿cuál es el rendimiento de la reacción?

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3) El esmog fotoquímico se forma cuando los óxidos de nitrógeno (NOx) liberados
al aire, principalmente por los autos y la industria, sufren una serie de reacciones activadas
por la luz ultravioleta del Sol. El dióxido de nitrógeno también produce ácido nítrico, constituyente
de la lluvia acida, según la ecuación:
Determina que masa en gramos de HNO3 se produce si reaccionan 2 moles de NO2 con
1 mol de H2O. ¿Cuál es el reactivo limitante?
4) El cloruro de aluminio (AlCl3) es un compuesto muy utilizado a nivel industrial.
Por ejemplo, como coagulante en tratamientos de agua potable o aguas residuales, y en el área de
cosméticos y colorantes. Este se obtiene tratando chatarra de aluminio con cloro según la siguiente
ecuación balanceada:
a. Determina el reactivo limitante si sabes que se mezclan 3,4 g de aluminio con 4,8 g de cloro
gaseoso.
b. Calcula la masa de cloruro de aluminio que se obtiene.
c. ¿Cuál es el reactivo en exceso y cuanta masa quedara al terminar la reacción?
d. ¿Cuál es el rendimiento de la reacción?