Lorsqu’un chimiste veut fabriquer une certaine quantité d’un produit, il doit savoir quelle quantité de chaque réactif chimique utiliser. De même, s’il dispose d’une certaine quantité de réactif, il peut être utile de savoir quelle quantité de produit il pourra en faire. En chimie, l’un des facteurs qu’un chimiste devra connaître pour fabriquer ou déterminer la quantité de produit qu’il peut fabriquer est le réactif limitant. Le réactif limitant, également appelé réactif limitant, limite la quantité de produit qui peut être fabriqué dans une réaction – une fois ce réactif consommé, la réaction s’arrêtera. Il est donc important que le chimiste sache déterminer quel réactif est le réactif limitant et s’assure qu’il en a suffisamment pour fabriquer la quantité de produit souhaitée.
Le réactif limitant est le réactif qui s’épuisera en premier au fur et à mesure que la réaction progresse. Lorsque le réactif limitant est épuisé, la réaction cessera. Tout produit chimique ou substance a le potentiel d’être un réactif limitant. Afin de déterminer quel réactif est le réactif limitant, le chimiste devra déterminer la quantité de chaque substance qu’il possède. Il devra également savoir de quelle proportion de chaque réactif la réaction a besoin pour continuer le temps souhaité.
Une équation équilibrée peut aider un scientifique à connaître la proportion de chaque réactif. Une équation équilibrée est une équation qui reflète la loi de conservation : rien n’est créé ou détruit pendant la réaction. En d’autres termes, il y a autant d’atomes d’un côté de l’équation qu’il y en a de l’autre. Par exemple, l’équation équilibrée pour faire de l’eau est 2 H2 + O2 = 2 H2O. Il est clair ici qu’il faut deux fois plus d’atomes d’hydrogène que d’atomes d’oxygène pour fabriquer de l’eau.
Avant de pouvoir déterminer quel réactif est le réactif limitant, un scientifique doit savoir combien de moles de chaque substance il possède. Une mole est égale à environ 6.02 x 1023 unités de la substance et pèse le même poids que le poids moléculaire de cette substance. Par exemple, puisque le poids moléculaire de l’hydrogène est d’environ 2 grammes, une mole de molécules d’hydrogène pèserait également environ 2 grammes et serait à peu près égale à 6.02 x 1023 molécules d’hydrogène. De même, le poids moléculaire de l’oxygène – environ 32 grammes – est à peu près égal à une mole de molécules d’oxygène. Donc, si le chimiste a deux grammes d’hydrogène et 32 grammes d’oxygène, il sait qu’il a environ une mole de chaque substance.
Une fois que le chimiste a l’équation équilibrée appropriée et sait combien de chaque réactif il a, il peut alors déterminer quel réactif est le réactif limitant. Par exemple, si le scientifique détermine qu’il a une mole d’hydrogène et une mole d’oxygène, l’hydrogène serait le réactif limitant. Selon l’équation équilibrée pour fabriquer de l’eau, vous pouvez voir qu’il faut deux fois plus de moles d’atomes d’hydrogène que d’atomes d’oxygène pour produire de l’eau. En d’autres termes, chaque atome d’oxygène a besoin de deux atomes d’hydrogène pour fabriquer de l’eau. L’hydrogène s’épuiserait avant l’oxygène, et une fois que cela se produirait, la réaction s’arrêterait.