Reactivo limitante y reactivo en exceso

Reactivo limitante 

Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante.
Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado.
Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada.

Ejemplo
Fíjese en la siguiente reacción:

2H2 +O2-> 2H2O

Suponga que hay 10 moléculas de hidrógeno y 10 moléculas de oxígeno y sucede la reacción. ¿Cuál será el reactivo limitante?
Se necesitan 2 moléculas de H2 por cada molécula de O2 (La proporción requerida es de 2 : 1)
Pero tenemos sólo 10 moléculas de H2 y 10 moléculas de O2.
Es claro que el reactivo en exceso es el O2 y el reactivo limitante es el H2
Trabajar con moléculas es lo mismo que trabajar con moles ya que la relación estequiométrica es la misma (2:1) pero en moles.
Ahora suponga que mezclamos 15 moles de H2 con 5 moles de O2. La estequiometría de la reacción es siempre tal que 1 mol de O2 reaccionan con 2 moles de H2, entonces el número de moles de O2 necesarios para reaccionar con todo el H2 es 7,5, y el número de moles de H2 necesarias para reaccionar con todo el O2 es 10.
Es decir, que después que todo el oxígeno se ha consumido, sobrarán 5 moles de hidrógeno. Por lo tanto el O2 es el reactivo limitante

Reactivo en exceso 

Cuando colocamos dos elementos para que reacciones químicamente entre si, lo usual es colocar un cantidad exacta de uno de los reactivos, y colocar una cantidad en exceso del segundo reactivo, para asegurarnos que el primero podrá reaccionar completamente, y de esta manera. poder rearlizar cálculos basados en la ecuación química ajustada estequiometricamente. 

El reactivo que se consume por completo es el llamado reactivo limitante, porque es el que determina la cantidad de producto que se puede producir en la reacción. Cuando el reactivo limitante se consume, la reacción se detiene.

El reactivo que no reacciona completamente, sino que “sobra”, es el denominado reactivo en exceso.

Si tenemos una cierta cantidad de dos elementos o compuestos diferentes, para producir una reacción química, podemos saber con anticipación cuál será el reactivo limitante y cuál el reactivo en exceso, realizando algunos cálculos basados en la ecuación química ajustada.

Tomemos por ejemplo la reacción de formación del amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno.

H2 + N2 = NH3

Si tengo 15 moles de hidrógeno y 10 moles de nitrógeno, ¿cuál será el reactivo limitante, cuál el reactivo en exceso, y cuántos moles de amoníaco se podrán obtener?

Lo primero que debemos hacer es ajustar la reacción, es decir, colocar los coeficientes estequiométricos adecuados, para que el número de átomos en los reactivos sea igual al número de átomos en los productos, y de esta manera cumplir con la ley de conservación de la materia.

Entonces la reacción ajustada (al tanteo), quedará de la siguiente manera:

3H2 + N2 = 2NH3