制限試薬の求め方

制限試薬とは

反応では、反応物は係数を合わせた反応式で決まる比で使われます。制限試薬は最初に使い切られる反応物で、生成物の量を決めます。ほかの反応物は過剰で、それぞれ一部が余ります。

手順

1. 反応式の係数を合わせます。
2. 各反応物の質量を物質量に換算します：物質量 = 質量 ÷ モル質量。
3. 各反応物の物質量を反応式の係数で割ります。
4. いちばん小さい値の反応物が制限試薬です。

計算例

水素が酸素中で燃える反応：2 H₂ + O₂ → 2 H₂O。H₂が4.0 g、O₂が16.0 gあります。

• H₂：4.0 ÷ 2.016 = 1.98 mol、÷ 2 = 0.99
• O₂：16.0 ÷ 32.00 = 0.50 mol、÷ 1 = 0.50

酸素の値のほうが小さいので、質量では多くてもO₂が制限試薬です。

理論収量と余る量

O₂ 0.50 molから水が2 × 0.50 = 1.0 molでき、1.0 × 18.02 = 18.0 gが理論収量です。H₂は1.0 mol（2.02 g）使われるので、4.0 − 2.02 = 1.98 gの水素が余ります。

実際に得た質量を理論収量で割ったものが収率です。

よくある間違い

• 物質量ではなく質量で比べる。
• 係数で割らずに物質量を比べる。
• 係数を合わせていない反応式を使う。

計算ツール

制限試薬の計算は、化学式と質量からこれをすべて行います。反応式の係数は化学反応式の係数合わせで、モル質量はモル質量の計算で求め、結果は収率の計算で比べられます。