Chất phản ứng giới hạn là gì?
Trong một phản ứng hóa học, chất phản ứng giới hạn (hay chất giới hạn) là chất bị tiêu thụ hết đầu tiên, khiến phản ứng dừng lại và quyết định lượng sản phẩm tối đa có thể tạo thành. Các chất phản ứng còn lại nằm ở trạng thái dư — một phần của chúng vẫn còn sót lại sau khi phản ứng kết thúc. Việc xác định chất giới hạn là bước then chốt trong mọi bài toán tính hiệu suất theo tỉ lượng (stoichiometry).
Cách sử dụng máy tính
Bạn nhập số mol đang có của từng chất phản ứng cùng với hệ số của nó trong phương trình hóa học đã cân bằng. Máy tính sẽ chia số mol của mỗi chất cho hệ số tương ứng rồi so sánh kết quả. Chất nào cho giá trị nhỏ hơn chính là chất phản ứng giới hạn, đồng thời công cụ cũng cho biết còn dư lại bao nhiêu chất phản ứng kia.
Giải thích công thức
Với phản ứng a·A + b·B → sản phẩm, ta tính \(n_A/a\) và \(n_B/b\).
Chất nào có tỉ số mol trên hệ số nhỏ nhất sẽ là chất giới hạn, bởi vì so với "công thức" của phản ứng, bạn có chất đó tương đối ít hơn. Lượng chất dư còn lại bằng số mol còn sót sau khi trừ đi phần mà chất giới hạn đã tiêu thụ: \(n_{\text{dư}} - (\text{tỉ số}_{\text{giới hạn}} \times c_{\text{dư}})\).
$$\begin{gathered} n_{\text{excess}} = n_0 - R \cdot c \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} R &= \min\left( \dfrac{\text{Moles A}}{\text{Coeff. A}},\ \dfrac{\text{Moles B}}{\text{Coeff. B}} \right) \\ n_0 &= \text{initial moles of excess reactant} \\ c &= \text{coefficient of excess reactant} \end{aligned} \right. \end{gathered}$$
Ví dụ minh họa
Xét 2 mol N2 và 3 mol H2 phản ứng theo phương trình N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃. Với N2: \(2 \div 1 = 2\). Với H2: \(3 \div 3 = 1\). Vì \(1 < 2\) nên H2 là chất phản ứng giới hạn. Lượng N2 bị tiêu thụ \(= 1 \times 1 = 1\) mol, do đó còn dư lại \(2 - 1 = 1\) mol N2.
Câu hỏi thường gặp
Tôi có cần phương trình đã cân bằng không? Có — các hệ số phải lấy từ một phương trình được cân bằng đúng, nếu không thì các tỉ số sẽ vô nghĩa.
Nếu hai tỉ số bằng nhau thì sao? Khi đó không có chất nào dư; cả hai chất có tỉ lệ tỉ lượng vừa khít và đều bị tiêu thụ hoàn toàn.
Tôi có thể dùng đơn vị gam thay cho mol không? Hãy đổi gam sang mol trước bằng cách chia cho khối lượng mol, rồi nhập số mol vào đây.