Rajoittava tekijä

Kun kaksi lähtöaineetta reagoivat keskenään voi käydä niin, että toinen lähtöaineista loppuu kesken ja toista jää ylimäärin. Tällöin reaktiotuotteiden muodostuminen myös loppuu. Se aine, joka loppuu reaktiossa, on ns rajoittava tekijä.

Rajoittava tekijä joudutaan ottamaan huomioon, kun lasketaan syntyvien tuotteiden määrät. Eli reaktioyhtälössä rajoittavan tekijän ainemäärän avulla lasketaan syntyvien tuotteiden ainemäärät.

Esimerkki
Kuinka paljon vettä voi syntyä, kun 10 g vetyä ja 10 g happea reagoivat keskenään?

Kirjoitetaan reaktioyhtälö

$2\ H_2\left(g\right)+O_2\left(g\right)\ \rightarrow\ 2\ H_2O\ \left(g\right)$

Lasketaan lähtöaineiden ainemäärät:

$n\left(H_2\right)=\frac{m\left(H_2\right)}{M\left(H_2\right)}=\frac{10\ g}{2\cdot1{,}008\ \frac{g}{mol}}=4{,}9603\ mol$

$n\left(O_2\right)=\frac{m\left(O_2\right)}{M\left(O_2\right)}=\frac{10\ g}{2\cdot16{,}00\ \frac{g}{mol}}=0{,}315\ mol$

Reaktioyhtälön kertoimista nähdään, että

$n\left(H_2\right)=2\cdot n\left(O_2\right)=2\cdot0{,}315\ mol=0{,}625\ mol$

Nyt vetyä on 4,9603 mol > 0,625 mol eli vetyä on reilusti ylimäärin ja happi on tällöin rajoittava tekijä, joka loppuu reaktiossa kesken. Tämän vuoksi tuotteena syntyvän veden ainemäärä lasketaan hapen (eikä vedyn) ainemäärän avulla.

$n\left(H_2O\right)=2\cdot n\left(O_2\right)=2\cdot0{,}315\ mol=0{,}625\ mol$

veden massa

$m\left(H_2O\right)=n\left(H_2O\right)\cdot M\left(H_2O\right)=0{,}625\ mol\cdot\left(2\cdot1{,}008+16{,}0\right)\ \frac{g}{mol}=11{,}26\ g\approx11{,}3\ g$

Vettä syntyy noin 11,3 g.

tehtäviä s 53 alkaen 40, 41, 43 eteenpäin

Kotitehtävät: 45 ja 46