한계 반응물 계산기

계산 입력

반응물 A의 몰수

A의 계수

반응물 B의 몰수

B의 계수

공식

Show calculation steps (1)

1. Excess Reactant Remaining

   

   R = limiting ratio = min(Moles A / Coeff. A, Moles B / Coeff. B). The excess reactant remaining is its initial moles minus the amount consumed (R times its coefficient).

결과

한계 반응물

Reactant B

runs out first & determines product yield

Moles A ÷ Coefficient A	2
Moles B ÷ Coefficient B	1.5
과잉 반응물	Reactant A
남는 과잉 반응물의 양	0.5 mol

한계 반응물이란?

화학 반응에서 한계 반응물(또는 한계 시약)은 가장 먼저 완전히 소모되어 반응을 멈추게 하고, 생성물이 얼마나 만들어질 수 있는지를 결정하는 물질입니다. 나머지 반응물들은 과잉 상태로, 반응이 끝난 뒤에도 일부가 남게 됩니다. 한계 반응물을 찾는 것은 모든 화학량론적 수율 계산에서 핵심이 되는 첫 단계입니다.

한계 반응물은 완전히 소모되고, 다른 시약은 과량으로 남습니다.

계산기 사용 방법

각 반응물에 대해 보유하고 있는 몰수와, 균형 잡힌 화학 반응식에서의 계수를 입력하세요. 계산기는 각 반응물의 몰수를 계수로 나누어 그 결과값을 서로 비교합니다. 더 작은 값을 갖는 쪽이 한계 반응물이며, 과잉 반응물이 얼마나 남는지도 함께 알려줍니다.

공식 설명

반응식 a·A + b·B → 생성물에 대해 \(\frac{n_{\text{A}}}{a}\) 와 \(\frac{n_{\text{B}}}{b}\) 를 계산합니다. 몰수 대 계수 비율이 가장 작은 반응물이 한계 반응물입니다. 반응식이 요구하는 비율에 비해 상대적으로 그 양이 적기 때문이죠.

$$\text{Limiting Reactant} = \min\left( \frac{\text{Moles A}}{\text{Coeff. A}},\ \frac{\text{Moles B}}{\text{Coeff. B}} \right)$$

남는 과잉 반응물의 양은 한계 반응물이 소비하는 만큼을 뺀 나머지 몰수입니다:

$$n_{\text{과잉}} - (\text{비율}_{\text{한계}} \times c_{\text{과잉}}).$$

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각 반응물의 몰수를 계수로 나누고, 가장 작은 비가 한계 반응물을 나타냅니다.

예제 풀이

2 mol의 N₂와 3 mol의 H₂가 N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃로 반응한다고 가정해 봅시다. N₂의 경우: \(2 \div 1 = 2\). H₂의 경우: \(3 \div 3 = 1\). \(1 < 2\) 이므로 H₂가 한계 반응물입니다. 소비되는 N₂ \(= 1 \times 1 = 1\) mol이므로, \(2 - 1 = 1\) mol의 N₂가 과잉으로 남습니다.

자주 묻는 질문

균형 잡힌 반응식이 꼭 필요한가요? 네. 계수는 반드시 올바르게 균형 잡힌 반응식에서 가져와야 합니다. 그렇지 않으면 비율 자체가 의미를 잃습니다.

두 비율이 같으면 어떻게 되나요? 이 경우 어느 반응물도 과잉이 아닙니다. 정확히 화학량론적 비율로 존재하며 두 반응물 모두 완전히 소모됩니다.

몰 대신 그램을 사용할 수 있나요? 먼저 그램을 몰 질량으로 나누어 몰수로 변환한 뒤, 그 몰수를 여기에 입력하세요.