限定反応物とは？
化学反応において「限定反応物（律速試薬、limiting reagent）」とは、最初に完全に消費されてしまう物質のことです。これが尽きると反応はそれ以上進まなくなり、生成物の最大量もこの物質によって決まります。残りの反応物は余って（過剰に）存在することになります。限定反応物を見極めることは、化学量論計算や収率計算を行ううえで欠かせない最初のステップです。
この計算ツールの使い方
2つの反応物それぞれについて、手元にあるモル数と、つり合った（係数を調整済みの）化学反応式でその物質の前に付く化学量論係数を入力してください。計算ツールは各反応物について「モル数 ÷ 係数」を計算し、2つの比を比較します。比が小さいほうの反応物が限定反応物です。
計算式の考え方
各反応物について、比は \( r = \dfrac{\text{モル数}}{\text{係数}} \) で求められます。この比は、その反応物が供給できる「反応の単位数」を表していると考えるとわかりやすいでしょう。供給できる反応単位がもっとも少ない反応物は、尽きてしまうと補えないため、反応全体を律速します。数式で言えば、限定反応物はすべての比のうち最小値に対応します。
$$\text{限定反応物} = \min\left( \frac{\text{モル数 A}}{\text{係数 A}},\ \frac{\text{モル数 B}}{\text{係数 B}} \right)$$
計算例
\( \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 \) という反応を考えてみましょう。窒素 N2 が 4 mol（係数 1）、水素 H2 が 10 mol（係数 3）あるとします。窒素の比は \( 4 \div 1 = 4 \)、水素の比は \( 10 \div 3 = 3.33 \) です。水素のほうが比が小さい（\( 3.33 < 4 \)）ため、水素が限定反応物となり、窒素は過剰に残ります。
よくある質問
なぜモル数を直接比べず、係数で割るのですか？ 反応物は 1 対 1 ではなく、つり合った反応式で決まる比率で消費されるからです。係数で割ることで、各反応物を同じ基準にそろえて比較できるようになります。
2つの比が等しい場合はどうなりますか？ その場合、反応物は化学量論的にちょうどつり合った割合で存在しており、両方が完全に消費されます。どちらも過剰にはなりません。なお、このツールでは比が等しいときは反応物 A を限定反応物として表示します。
モル数ではなくグラムで入力できますか？ いいえ。まず質量（グラム）をモル質量で割ってモル数に換算してから、その値をここに入力してください。
