Wenn ein Chemiker eine bestimmte Menge eines Produkts herstellen möchte, muss er wissen, wie viel von jedem chemischen Reaktionspartner er verwenden muss. Ebenso kann es nützlich sein, herauszufinden, wie viel Produkt er damit herstellen kann, wenn er eine bestimmte Menge eines Reaktanten hat. In der Chemie ist einer der Faktoren, die ein Chemiker kennen muss, um zu bestimmen, wie viel Produkt er herstellen kann, der limitierende Reaktant. Der limitierende Reaktant, auch limitierendes Reagens genannt, begrenzt die Produktmenge, die in einer Reaktion hergestellt werden kann – sobald dieser Reaktant verbraucht ist, wird die Reaktion gestoppt. Es ist daher wichtig, dass der Chemiker weiß, welcher Reaktant der limitierende Reaktant ist, und sicherzustellen, dass er genug davon hat, um die gewünschte Produktmenge herzustellen.
Der limitierende Reaktant ist der Reaktant, der bei fortschreitender Reaktion zuerst ausläuft. Wenn der limitierende Reaktant aufgebraucht ist, wird die Reaktion beendet. Jede Chemikalie oder Substanz hat das Potenzial, ein limitierender Reaktant zu sein. Um zu bestimmen, welcher Reaktant der limitierende ist, muss der Chemiker bestimmen, wie viel von jeder Substanz er hat. Er muss auch wissen, welchen Anteil jedes Reaktanten die Reaktion benötigt, um die gewünschte Zeitdauer fortzusetzen.
Eine ausgewogene Gleichung kann einem Wissenschaftler helfen, den Anteil jedes Reaktanten zu kennen. Eine ausgewogene Gleichung ist eine Gleichung, die das Erhaltungsgesetz widerspiegelt – während der Reaktion wird nichts erzeugt oder zerstört. Mit anderen Worten, auf der einen Seite der Gleichung befinden sich genauso viele Atome wie auf der anderen. Die ausgewogene Gleichung für die Wasserherstellung lautet beispielsweise 2 H2 + O2 = 2 H2O. Hier wird deutlich, dass wir zur Wasserherstellung doppelt so viele Wasserstoffatome wie Sauerstoffatome benötigen.
Bevor ein Wissenschaftler bestimmen kann, welcher Reaktant der limitierende Reaktant ist, muss er wissen, wie viele Mol jeder Substanz er hat. Ein Mol entspricht ungefähr 6.02 x 1023 Einheiten der Substanz und wiegt das gleiche wie das Molekulargewicht dieser Substanz. Da beispielsweise das Molekulargewicht von Wasserstoff ungefähr 2 Gramm beträgt, würde ein Mol Wasserstoffmoleküle auch ungefähr 2 Gramm wiegen und ungefähr 6.02 x 1023 Wasserstoffmolekülen entsprechen. In ähnlicher Weise entspricht das Molekulargewicht von Sauerstoff – ungefähr 32 Gramm – ungefähr einem Mol Sauerstoffmoleküle. Wenn der Chemiker also zwei Gramm Wasserstoff und 32 Gramm Sauerstoff hat, weiß er, dass er von jeder Substanz etwa ein Mol hat.
Sobald der Chemiker die richtige ausgewogene Gleichung hat und weiß, wie viel von jedem Reaktanten er hat, kann er dann bestimmen, welcher Reaktant der limitierende Reaktant ist. Wenn der Wissenschaftler beispielsweise feststellt, dass er ein Mol Wasserstoff und ein Mol Sauerstoff hat, wäre Wasserstoff der limitierende Reaktant. Aus der ausgewogenen Gleichung zur Wasserherstellung geht hervor, dass zur Wasserherstellung doppelt so viele Mol Wasserstoffatome wie Sauerstoffatome benötigt werden. Mit anderen Worten, jedes Sauerstoffatom benötigt zwei Wasserstoffatome, um Wasser herzustellen. Der Wasserstoff würde vor dem Sauerstoff ausgehen, und sobald dies passiert, würde die Reaktion aufhören.