Le réactif limitant

Le réactif limitant d'une réaction désigne le réactif qui sera totalement consommé à la fin de la transformation, autrement dit celui qui fera défaut en premier parmi les réactifs, empêchant que la transformation puisse se poursuivre davantage. 

Pour identifier le réactif limitant, il faut tenir compte de deux informations : 

• la quantité initialement présente dans le système pour chacun des réactifs ; 
• la stœchiométrie de la réaction. 

Illustration chez l'opticien : 

• un opticien possède au départ 10 montures et 14 verres. Avec les 10 montures, l'opticien espérerait fabriquer 10 paires ;
• avec les 14 verres, l'opticien espèrerait former 7 paires, puisque chaque paire formée consomme 2 verres ; 
• à la fin, l'opticien aura donc épuisé son stock de verre, consommé 7 montures parmi les 10 initialement disponibles, et produit 7 paires. 

Dans ce cas de figure, ce sont les verres qui jouent le rôle de "réactif limitant". 

Attention : nous venons de montrer que c'est un raccourci trop rapide et faux de considérer que "les montures sont le réactif limitant, car 10 est plus petit que 14" ! 

Et dans une situation plus chimique ?

Un système contient initialement 10 moles de dioxygène, de formule O₂ et à l'état gazeux, et 14 moles de dihydrogène, de formule H₂ et à l'état gazeux. Ils réagissent ensemble, et la transformation produit de l'eau. L'équation de réaction s'écrit : 

À chaque fois qu'une mole de dioxygène est consommée, deux moles de dihydrogène sont consommées et deux moles d'eau sont produites. 

• Grâce aux 10 moles de dioxygènes initialement présentes, le système pourrait espérer produire 20 moles d'eau (deux fois plus).
• Grâce aux 14 moles de dihydrogène initialement présentes, le système pourrait espérer produire 14 moles d'eau.
• À la fin, le système aura consommé tout le stock de dihydrogène (soit 14 moles), il aura consommé 7 moles de dioxygène parmi les 10 présentes au départ et il aura produit 14 moles d'eau. Le dihydrogène est donc le réactif limitant de cette réaction. 

Mettre en parallèle les deux cas étudiés permet de basculer d'une situation de proportion dans le monde ordinaire à une même situation transposée dans le domaine de la chimie.