Conversión, reactivo limitante, exceso, rendimiento y selectividad
Por Daniel · Actualizado el 1 de noviembre de 2026
Los problemas con reacción usan media docena de términos que parecen iguales y no lo son. Aquí están las definiciones exactas y cómo se escriben como ecuaciones en un balance.
Grado de avance
Para una reacción, cada especie cambia en proporción a su coeficiente estequiométrico νi (negativo para reactivos, positivo para productos):
ṅi,sale = ṅi,entra + νi · ξ
ξ es el grado de avance, en kmol/h. Con varias reacciones se suma un término por reacción. Es la forma más limpia de escribir los balances por especie: una sola incógnita por reacción.
Conversión
Es la fracción de un reactivo que reacciona: XA = (entra − sale) / entra. Siempre se refiere a un reactivo concreto. En procesos con reciclo hay que distinguir la conversión en un paso (alrededor del reactor) de la conversión global (alrededor de todo el proceso); ver reciclo y purga.
Reactivo limitante y en exceso
El limitante es el que se acabaría primero si la reacción fuera completa. Para identificarlo, divide los moles alimentados de cada reactivo entre su coeficiente estequiométrico: el menor cociente es el limitante.
El exceso de otro reactivo se mide contra lo que necesitaría el limitante:
% exceso = (alimentado − teórico) / teórico × 100
Ejemplo: N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ con 20 kmol de N₂ y 75 kmol de H₂. Cocientes: 20/1 = 20 y 75/3 = 25. El N₂ es limitante; el H₂ teórico es 60 kmol y el exceso es (75 − 60)/60 = 25 %.
Rendimiento y selectividad
Con reacciones secundarias interesa cuánto del producto deseado se obtiene:
- Rendimiento (base alimentada) = moles de producto deseado formado / moles de reactivo alimentado.
- Rendimiento (base consumida) = moles de producto deseado / moles de reactivo que reaccionó.
- Selectividad = moles de producto deseado / moles de producto no deseado.
Los libros no siempre usan la misma definición de rendimiento; revisa cuál pide tu enunciado. En la calculadora eliges la base.
Ejemplo completo
En el reactor de amoniaco entran 25 kmol/h de N₂ y 75 de H₂, y la conversión de N₂ es 25 %: ξ = 6.25 kmol/h. Salen 18.75 de N₂, 56.25 de H₂ y 12.5 de NH₃. Los moles totales bajan (de 100 a 87.5) pero la masa se conserva (851.55 kg/h).
Preguntas frecuentes
¿La conversión puede ser mayor que 1?
No. Es una fracción entre 0 y 1 (o entre 0 y 100 %).
¿Cuántas reacciones independientes hay?
Las que no se pueden obtener sumando o restando otras. Si una reacción es combinación de las demás, su grado de avance no es una incógnita nueva.
Ejemplos resueltos relacionados
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