المادة المحدِّدة للتفاعل

في تفاعل كيميائي،المتفاعلات تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل النواتج. المتفاعل الذي يتم استهلاكه بالكامل هو المتفاعل المحدد،والمتفاعل الموجود بكمية أكبر من اللازم للتفاعل بشكل كامل مع المتفاعل المحدد هو المتفاعل الزائد. القياس الوصفي مفيد لفهم هذه المفاهيم.

هنا،كوب من الدقيق،2 بيضة،3 ملاعق كبيرة من السكر تصنع خمس فطائر. إذا كان هناك 3 أكواب طحين،4 بيضات،و 8 ملاعق كبيرة من السكر،كم عدد الفطائر التي يمكن صنعها؟يوجد طحين يكفي لصنع 15 فطيرة وسكر كافٍلعمل 13 1/3 فطيرة. ومع ذلك،يوجد فقط ما يكفي من البيض لـ 10 فطائر.

هنا،البيض هو المتفاعل المحدد لأنه يصنع أقل كمية من الفطائر. بينما الدقيق والسكر فائضون. الآن،ضع في اعتبارك تفاعل الاحتراق بين الميثان والأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون و الماء.

فلنتذكر أن معاملات المعادلة المتوازنة تمثل مقادير العناصر المتكافئة للمتفاعلات والنواتج. لذلك،نسبة المول المتكافئ من الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون هو واحد إلى واحد،والأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون هو اثنان إلى واحد. على إفتراض أن هناك 80 جرامًا من الميثان و 128 جرام من الأكسجين.

ما هو المتفاعل المحدد،وكم سيتكون من ثاني أكسيد الكربون؟أولاًكتل المواد المتفاعلة يجب تحويلها إلى مولات باستخدام كتلها المولية. بشكل متكافئ،5 مولات الميثان تنتج 5 مولات من ثاني أكسيد الكربون،بينما تنتج 4 مولات من الأكسجين مولين فقط من ثاني أكسيد الكربون. بما أن الأكسجين ينتج أقل كمية من ثاني أكسيد الكربون،فسيمثل المتفاعل المحدد،بينما الميثان هو المتفاعل الزائد.

بمعرفة المتفاعل المحدد،فإنّعدد مولات الناتج يمكن تحويلها إلى غرام. لذلك،يمكن إنتاج 88 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون. لكن ما هي كمية الميثان غير المتفاعلة؟نسبة مولات الميثان إلى الأكسجين تشير إلى،أن أربعة مولات من الأكسجين سوف تتفاعل تمامًا مع 2 مول من الميثان.

لذلك،هناك 3 مولات من الميثان غير المتفاعل زائدة.