Cálculo del reactivo limitante en una reacción

40.   En un generador portátil de hidrógeno se hacen reaccionar 30,0 g de hidruro de calcio con 30,0 g de agua, según la reacción:

Calcula:

a)   Que reactivo sobra y en qué cantidad.

b)   El volumen de hidrógeno que se produce a 20 ⁰C y 745 mmHg.

c)    El rendimiento de la reacción, si el volumen real producido fue de 34 L.

a)   Ajustamos la reacción:

Para calcular cuál es el reactivo limitante y cuál el que está en exceso, primero, debemos saber los moles que tenemos de cada uno de ellos:

Ahora a partir de los moles de uno de los reactivos calculamos cuánto necesitamos del otro y vemos si se encuentra en menor o mayor cantidad de la que se necesita:

Vemos que si partimos de 0,71 moles de hidruro de calcio, necesitamos 1,43 moles de agua, sin embargo, tenemos 1,67 moles. Es decir, tenemos más cantidad de agua de la que necesitamos para reaccionar con todo el hidruro cálcico, por lo tanto, el agua es el reactivo en exceso y el hidruro de calcio el reactivo limitante. La cantidad que sobra sería:

b)   El volumen de hidrógeno producido tenemos que calcularlo a partir del reactivo limitante:

c)    Como sabemos tanto el volumen realmente obtenido como el volumen teórico (si la reacción fuese al 100%), podemos calcular el rendimiento: