Sommaire
1Repérer les quantités initiales des réactifs 2Repérer les coefficients stœchiométriques des réactifs 3Calculer les rapports quantité/coefficient 4ConclureLe réactif limitant est celui qui est entièrement consommé à l'état final et à cause duquel la réaction chimique cesse. Sa nature peut être déterminée à partir des quantités initiales des réactifs et de leurs coefficients stœchiométriques.
Soit la réaction chimique suivante :
\ce{CH4_{(g)}} + 2 \ \ce{O2_{(g)}} \ce{->} \ce{CO2_{(g)}} + 2 \ \ce{H2O_{(g)}}
Sachant que les quantités de matière initiales sont n_{\text{initial, }\ce{CH4}} = 4{,}0.10^{-3} \text{ mol} et n_{\text{initial, }\ce{O2}} = 6{,}0.10^{-3} \text{ mol}, quel est le réactif limitant ?
Repérer les quantités initiales des réactifs
On repère, dans l'énoncé, les quantités initiales des réactifs ou on les calcule à partir des données.
L'énoncé indique les quantités initiales des réactifs :
- n_{\text{initial, }\ce{CH4}} = 4{,}0.10^{-3} \text{ mol} pour le méthane ;
- n_{\text{initial, }\ce{O2}} = 6{,}0.10^{-3} \text{ mol} pour le dioxygène.
Repérer les coefficients stœchiométriques des réactifs
On repère, dans l'équation de la réaction chimique, les coefficients stœchiométriques des réactifs.
Dans l'équation de la réaction, les coefficients stœchiométriques sont :
- 1 pour le méthane \ce{CH4} ;
- 2 pour le dioxygène \ce{O2}.
Calculer les rapports quantité/coefficient
On calcule les rapports quantité/coefficient en divisant la quantité initiale de chaque réactif par son coefficient stœchiométrique.
Les rapports quantité/coefficient sont :
- \dfrac{n_{\text{initial, }\ce{CH4}} }{1} = \dfrac{4{,}0.10^{-3}}{1} = 4{,}0. 10^{-3} \text{ mol} pour le méthane ;
- \dfrac{n_{\text{initial, }\ce{O2}} }{2} = \dfrac{6{,}0. 10^{-3}}{2} = 3{,}0 . 10^{-3} \text{ mol} pour le dioxygène.
Conclure
On conclut : le réactif limitant est celui qui correspond au plus petit rapport.
Le réactif qui correspond au plus grand rapport est dit « en excès ».
Si les rapports sont les mêmes pour tous les réactifs, ils sont tous limitants et le mélange est stœchiométrique.
Le rapport est plus petit pour le dioxygène \ce{O2}, c'est donc lui le réactif limitant.